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探索可回收卫星材料

时间:2015-01-06 10:47来源:azom 作者:chenweisong 点击:
欧洲航天局支持的下一步研究将着眼于可持续材料,它将取代现有的太空级材料,如碳纤维环氧树脂、铝和钛合金,并分析在未来太空任务中使用生物营养物的可行性。

许多行业都在寻找二次利用或循环利用材料的方法,航天机构也不例外。欧洲航天局(ESA)就是这样一个组织,它目前正在寻求将材料回收或转化成各种不同有用资源的新思路。

这一新思路是指欧洲航天局希望利用越来越多的再生材料作为燃料、水或其它原材料用于未来的行星探测器或卫星。二次利用材料或构件的想法常常被称为“从摇篮到摇篮”模式。

什么是从摇篮到摇篮?

从摇篮到摇篮设计思路为设计者或工程师提供了一个框架,用不产生有毒废物、使用安全、健康的材料打造产品,这些材料在不受使用次数和补充使用土地空间的前提下可循环利用。

在过去数十年中,这种从摇篮到摇篮模式在整个行业稳步发展并且在一个闭环内实现内循环,这不仅为产业界同时也为自然界提供了资源。

可回收卫星材料

欧洲航天局面临的一个问题是卫星使命完成后遗留下一定数量的垃圾材料。在设计中采用从摇篮到摇篮模式,欧洲航天局旨在创建可重复使用的卫星材料,这在卫星使命结束后可以防止轨道碎片的产生。

基于这一模式,有一些潜在转化或回收卫星硬件的方法可用于各种使命。其中的一个方法是以模块的形式创建卫星。当卫星使命完成后,模块被分解并再次组装用于其它航天器,只需要增加一些新的必要的零部件。

最近几年,几家制造单位正在开发从摇篮到摇篮模式,所有在产品中使用的材料均可二次利用于生产其它产品,且不影响产品的品质,或像被消耗的食物一样没有废渣。

可回收卫星的意义

根据欧洲航天局的研究人员,基于从摇篮到摇篮模式制造的卫星可能转变成水、燃料或其它原料。例如,合金可以被研制成粉末,然后应用3D打印技术开发新的硬件。有机材料可以被加热,产生的气体可用作燃料。

                                               

一个现被遗弃的卫星

图片来源:© ESA

此外,生物降解材料可在生命保障系统得到充分利用,如MELiSSA, 将为未来载人航天任务提供营养物质。

结论

为转换过程物色合适的能源是欧洲航天局研究人员当前面临的最大挑战。欧洲航天局支持的下一步研究将着眼于可持续材料,它将取代现有的太空级材料,如碳纤维环氧树脂、铝和钛合金,并分析在未来太空任务中使用生物营养物的可行性。

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