Tecnologia del vuoto per il settore spaziale
Preparare la ricerca spaziale del futuro
Molti dei prodotti che utilizziamo ogni giorno possono ricondurre le loro origini alle missioni spaziali.
Ma si tratta di una ricerca del futuro che avrà un impatto più profondo sull'umanità. Vale a dire che gli obiettivi principali verso cui è rivolta l'attenzione della ricerca spaziale riflettono alcune delle sfide più urgenti per l'umanità.
- Come creare fonti di energia abbondanti, potenti ma pulite
- Esplorando altri pianeti per verificare si potrebbe supportare la vita umana
- Ampliando la nostra conoscenza di scienza, astrobiologia e delle origini del nostro universo
- Sviluppando nuove tecnologie, medicina e infrastrutture per supportare le generazioni future
Ma questa conoscenza ha un costo. Le missioni spaziali sono estremamente costose e vengono effettuate in ambienti noti per essere i più difficili per l'uomo.
Per questo motivo, è fondamentale che ogni elemento, processo e componente che verrà utilizzato nello spazio venga sottoposto a test approfonditi.La correzione dei guasti dopo il lancio è spesso impossibile e comporta sempre un costo elevato.
La nostra tecnologia del vuoto simula condizioni simili a quelle spaziale a terra, consentendo di eseguire numerosi test diversi e necessari... per poterla utilizzare qui sulla terra.
Esempi di test di pre-lancio nello spazio odierni
Molti degli impianti per vuoto che progettiamo e costruiamo sono realizzati su misura in base al loro scopo. Ecco alcuni esempi di test tipici per le missioni spaziali in cui viene utilizzata la nostra tecnologia.
- Test di propulsione elettrica e del propulsore
- Camere per vuoto termico
- Rivestimento dello specchio del telescopio
- Raffreddamento dei rilevatori nei telescopi
- Degradazione di massa e riscaldamento del vuoto
Test di propulsione elettrica e del propulsore
Consente di testare i propulsori per lunghi periodi di tempo per garantire che mantengano livelli di prestazioni costanti e che resistano alle condizioni dello spazio durante le missioni spaziali di lunga durata.
Camere per vuoto termico
Tutti i componenti che verranno utilizzati nello spazio sono testati per la loro durata a temperature estreme, nonché per l'irradiazione (luce), l'intervallo del ciclo termico delle TVAC può essere compreso tra 70k e 400k.
Rivestimento dello specchio del telescopio
Il rivestimento di grandi specchi altamente sensibili in argento o alluminio deve essere rieseguito ogni 1-2 anni di vuoto. Ciò è essenziale per garantire prestazioni ottimali.
Raffreddamento dei rilevatori nei telescopi
La nostra tecnologia criogenica viene utilizzata per ridurre la temperatura dei ricevitori fino a 4K. Ciò consente ai telescopi di rilevare oltre la luce osservabile, i raggi ultravioletti, i raggi gamma e le micro-onde.
Degradazione di massa e riscaldamento del vuoto
I test TML (Total Mass Loss) misurano la degradazione degli elementi in ambienti difficili per determinarne la durata per lunghi periodi di tempo.
Tecnologia del vuoto per test spaziali
| Pompe di pre-vuoto | Pompe turbo | Pompe criogeniche | Raffreddamento criogenico | Camera personalizzata | |
| Test di propulsione/del propulsore | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | |
| Test della camera del vuoto termico | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| Degradazione e riscaldamento di massa | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| Rivestimento dello specchio del telescopio | ✔ | ✔ | |||
| Raffreddamento dello specchio del telescopio | ✔ | ✔ | ✔ |
Soluzioni per vuoto per l'industria spaziale
Leybold è uno dei fornitori esclusivi di tecnologie del vuoto in grado di fornire una vera gamma di prodotti a 360°.
Sebbene il nostro portafoglio sia ampio e diversificato, le soluzioni che offriamo al settore spaziale rientrano in 5 diverse categorie di apparecchiature.
Pompe di pre-vuoto
Le pompe di pre-vuoto sono utilizzate per ridurre gli intervalli di pressione da quella atmosferica fino a 1e-2 mbar, a seconda del tipo di pompa utilizzata.
Alto vuoto (HV)
Gli intervalli di pressione ad alto vuoto (HV) generalmente vengono raggiunti nell'industria spaziale utilizzando pompe turbomolecolari (TMP).
- La nostra ampia gamma di pompe TURBOVAC i è disponibile in varie dimensioni, velocità di pompaggio e con varianti su misura per applicazioni specifiche.
Tecnologia criogenica
La tecnologia criogenica è composta da 3 elementi chiave:
- Compressori ad elio COOLPAK i,
- teste fredde COOLPOWER i
- e una pompa criogenica COOLVAC i.
Queste tecnologie possono essere configurate in modi diversi per raggiungere scopi diversi:
- COOLPOWER i e COOLPAK i combinati per realizzare impianti di refrigerazione/raffreddamento criogenico.
- COOLVAC i fornisce vuoto UHV fino a 10.000 l/s ed è spesso utilizzata in combinazione con COOLPOWER i e COOLPAK i per processi specifici.
Camere e impianti per vuoto
Gli impianti e le camere per vuoto coprono una gamma di applicazioni diverse.
Le nostre camere per vuoto UNIVEX creano le basi su cui vengono eseguiti i test. Alcune camere sono abbastanza grandi da ospitare un'intera navicella spaziale, mentre altre sono progettate per esaminare singoli elementi.
Oltre a simulare il vuoto dello spazio, altre come le TVAC ricreano le variazioni di temperatura estreme o la TML che misura la perdita di massa su lunghi periodi di tempo in condizioni difficili. Molti di questi nostri impianti UNIVEX sono realizzati su misura sui requisiti dei progetti specifici.
Misurazione e strumentazione
La realizzazione di un vero impianto per vuoto pronto per l'uso richiede anche l'installazione di tecnologie di misurazione e controllo quali:
- Sensori, indicatori e trasmettitori IONIVAC, THERMOVAC e PENNINGVAC,
- insieme con analizzatori di gas residui LEYSPEC e sistemi di rilevamento delle perdite PHOENIX.
- Inoltre, forniamo valvole, raccordi e flange combinabili per realizzare la nostra tecnologia.
Il futuro della ricerca spaziale
Impianti per vuoto pronti per l'uso perfettamente bilanciati, costruiti per obiettivi specifici da una vasta gamma di soluzioni di vuoto.
La creazione di impianti personalizzati è un principio fondamentale nello sviluppo di tutte le tecnologie che creiamo per il settore spaziale.
Con l'evolversi delle ambizioni e delle competenze tecniche dei progetti futuri, anche la tecnologia che consente la ricerca spaziale va avanti. I progetti futuri stanno andando oltre la semplice considerazione delle implicazioni del reinserimento del lancio in orbita. Le nuove aree di ricerca includono:
Esplorazione dello spazio profondo
Ampliamento della nostra conoscenza di pianeti e galassie oltre il nostro sistema solare, eventi immediatamente successivi al big bang e comprensione delle origini dell'universo.
Ricerca dell'esopianeta
Ricerca di pianeti su cui potrebbe esserci o essere stata vita. Ciò comporta sia la ricerca della vita extraterrestre che la fattibilità della nostra futura colonizzazione interplanetaria.
Astrobiologia
La comprensione del funzionamento dell'universo, a livello micro e macrobiologico, nonché l'ampliamento delle nostre conoscenze in termini di ricerca generale in quest'area, saranno utili per le missioni future.
Estrazione mineraria spaziale
È stato stimato che fonti quasi illimitate di risorse naturali ed elementi essenziali esistono sugli asteroidi, l'accesso a tali fonti porterebbe notevoli opportunità economiche e ambientali e potrebbe fornire nuove fonti di energia per missioni future.
Gestione dei detriti nello spazio
Con un numero esponenziale di lanci di satelliti pianificati nei prossimi decenni, che vanno ad aggiungersi al numero di oggetti presenti nello spazio, sono stati programmati diversi progetti per iniziare il processo di eliminazione dei detriti in orbita intorno al nostro pianeta.
Colonizzazione interplanetaria
Capire se la vita umana potrebbe essere supportata su altri pianeti, come ci arriveremmo, come costruiremmo l'infrastruttura di supporto richiesta e come forniremmo i prodotti alimentari e l'energia necessari per sostenere la vita.
Un futuro positivo attraverso il vuoto
Con numerose fonti provenienti dalla NASA, ESA e Morgan Stanley che prevedono che l'economia spaziale raggiunga $1 trilione entro il 2040, le opportunità per questo settore sono significative.
Questo, unito al calo del prezzo per chilo per l'acquisizione del carico utile nello spazio, rafforza ulteriormente la fattibilità economica delle future missioni spaziali, che può essere dimostrata dalla crescente diffusione degli investimenti nel settore privato.
Collaborazione e innovazione sono intrinsecamente collegate. Dal 1850, Leybold progetta e costruisce soluzioni per il vuoto che consentono a progetti in ambito scientifico, industriale e R&D di sviluppare tecnologie del futuro.
Parla con il nostro team per scoprire in che modo i nostri impianti pronti per l'uso possono rendere possibile la nostra prossima missione.
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