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Tecnologia de vácuo para aplicações espaciais

Habilitando a pesquisa espacial de amanhã

Muitos dos produtos que usamos todos os dias têm origem em missões espaciais.

Mas são pesquisas futuras que terão impacto mais profundo na humanidade. Diz-se que os objetivos centrais para os quais a pesquisa espacial está a voltar a sua atenção refletem alguns dos desafios mais prementes para a humanidade.

  • Como criar fontes de energia abundantes, poderosas, mas limpas 
  • Explorar se outros planetas poderiam sustentar a vida humana
  • Expandir nosso conhecimento de ciência, astrobiologia e das origens do nosso universo
  • Desenvolver novas tecnologias, medicina e infraestrutura para apoiar as gerações futuras

Mas este conhecimento tem um custo. As missões espaciais são extremamente caras e ocorrem nos ambientes mais desafiadores conhecidos pelo homem.

Por esse motivo, é essencial que cada componente, processo e componente que será usado no espaço seja amplamente testado. Corrigir falhas após o lançamento é muitas vezes impossível e sempre acarreta grandes custos.

Câmara de vácuo com várias bombas de vácuo

Nossa tecnologia de vácuo simula condições semelhantes às do espaço na Terra, permitindo que muitos testes diferentes e necessários sejam realizados aqui... para uso lá.

Exemplos de testes de espaciais de pré-lançamento que ocorrem hoje

Muitos dos sistemas de vácuo que projetamos e construímos são feitos sob medida para sua finalidade. Aqui estão alguns exemplos de testes típicos de missões espaciais onde nossa tecnologia é usada.

Teste de propulsão elétrica e propulsores

Permite o teste de propulsores durante longos períodos de tempo para garantir que os propulsores possam manter os níveis de desempenho e resistir às condições espaciais em missões espaciais de longa duração.

 UNIVEX S XTT

Câmaras térmicas de vácuo

Todos os componentes que serão utilizados no espaço são testados quanto à sua durabilidade a temperaturas extremas, bem como à irradiação (luz), a gama de ciclos térmicos de TVAC’s pode estar entre 70 K e 400 K.

Vista interna do UNICEX S TC

Revestimento de espelho telescópico

O revestimento de espelhos grandes e altamente sensíveis em prata ou alumínio precisa ser refeito a cada 1-2 anos no vácuo. Isso é essencial para seu desempenho ideal.

Espelho telescópico grande

Resfriamento do detector do telescópio

Nossa tecnologia criogênica é usada para reduzir a temperatura dos receptores até 4K. Isso permite que os telescópios detectem além da luz observável, bem como ultravioleta, gama e microondas.

Radiotelescópio à noite

Degradação de massa e aquecimento a vácuo

Os testes de perda total de massa (TML) medem a degradação de elementos em ambientes espaciais hostis para determinar sua durabilidade por longos períodos de tempo.

Visão interna do UNIVEX S TML

Tecnologia de vácuo para testes espaciais

 
Bombas de pré-vácuo Bombas turbo Bombas criogênicas Resfriamento criogênico Câmara personalizada
Teste de propulsão/propulsor  
Teste da câmara de vácuo térmica
Degradação de massa & aquecimento
Revestimento de espelho telescópico      
Arrefecimento do espelho telescópico    

Soluções de vácuo para a indústria espacial

Na Leybold, somos um dos únicos fornecedores de tecnologia de vácuo que pode fornecer uma verdadeira gama de produtos de 360°.

Embora nosso portfólio seja extenso e diversificado, as soluções que fornecemos para a indústria espacial se enquadram-se em 5 categorias distintas de equipamentos.

Bombas de pré-vácuo

As bombas de pré-vácuo são usadas para reduzir as faixas de pressão atmosférica até 1e-2 mbar, dependendo do tipo de bomba usada.

  • Para escavações de câmaras de volume médio e grande, normalmente seriam usadas bombas de alto rendimento, como DRYVAC, RUVAC, TRIVAC ou SCREWLINE.
  • Para câmaras/aplicações menores, o ECODRY PLUS ou LEYVAC podem ser mais adequados.
Linha de bomba de pré-vácuo DRYVAC
Linha de bomba turbomolecular TURBOVAC i

Alto vácuo (HV)

As faixas de pressão de alto vácuo (HV) são normalmente obtidas na indústria espacial usando bombas turbomoleculares (TMP).

  • Nossa ampla linha de bombas TURBOVAC i vem em vários tamanhos, velocidades de bombeamento e com variantes personalizadas para aplicações específicas.

Tecnologia criogênica

A tecnologia criogênica consiste em 3 elementos principais:

  1. compressores de hélio COOLPAK i,
  2. cold heads COOLPOWER i
  3. e bombas criogênicas COOLVAC i.

Essas tecnologias podem ser configuradas de diferentes maneiras para atingir diferentes finalidades:

  • COOLPOWER i e o COOLPAK i se combinam para fazer sistemas criogênicos de refrigeração/resfriamento.
  • O COOLVAC i fornece vácuo UHV de até 10.000 l/s, que são frequentemente usados em conjunto com o COOLPOWER i & COOLPAK i para processos específicos.
COOLPAK 5000i, COOLVAC 1500 iSL, COOLVAC 10.000 iSL vácuo criogênico e
Vista interna do UNIVEX S XTT

Câmaras e sistemas de vácuo

Os sistemas & câmaras de vácuo abrangem uma vasta gama de aplicações.

Nossas câmaras de vácuo UNIVEX criam o espaço onde os testes são realizados. Algumas câmaras são grandes o suficiente para abrigar naves espaciais inteiras, enquanto outras são projetadas para interrogar elementos individuais.

Além de simular o vácuo do espaço, outros, como a TVAC, recriam variações extremas de temperaturas ou o TML, que mede a perda de massa durante longos períodos de tempo em condições desafiadoras. Muitos desses nossos sistemas UNIVEX são feitos sob medida para as atribuições de projetos específicos.

Instrumentos e medição

A construção de um verdadeiro sistema de vácuo pronto para uso também requer a instalação de tecnologias de medição e controle, como:

Gama de acessórios de vácuo

O futuro da pesquisa espacial

Sistemas de vácuo prontos e perfeitamente equilibrados, construídos para fins muito específicos, a partir de uma vasta gama de soluções de vácuo.

A construção de sistemas sob medida é um princípio fundamental no desenvolvimento de todas as tecnologias que criamos para o setor espacial. 

À medida que evoluem as ambições e competências técnicas de projetos futuros também evolui a tecnologia que permite a realização de pesquisas espaciais. Projetos futuros estão se movendo simplesmente considerando as implicações da reentrada de órbita de lançamento. As novas áreas de pesquisa incluem:

Detalhes do planeta Júpiter

Exploração em espaço profundo

Expandir o nosso conhecimento sobre planetas e galáxias além de nosso sistema solar, eventos logo após o big bang e compreender as origens do universo.

Satélite pairando sobre a terra

Pesquisa de exoplanetas

Procurar por planetas que poderiam, ou poderiam ter, vida sustentável. Isto envolve tanto a procura da vida extraterrestre como a viabilidade da nossa futura colonização interplanetária.

Helicóptero Ingenuity em Marte

Astrobiologia

Entender como funciona o universo, no nível micro e macro biológico, bem como expandir nosso conhecimento em termos gerais, a pesquisa nessa área informará diretamente missões futuras.

Asteroide em órbita

Mineração de asteroides

Estima-se que existem fontes quase ilimitadas de recursos naturais e elementos essenciais nos asteroides o acesso a eles traria oportunidades econômicas e ambientais significativas e poderia fornecer novas fontes de energia para missões futuras.

Detritos espaciais

Gerenciamento de detritos espaciais

Com um número exponencial de lançamentos de satélites planejados para as próximas décadas, somando-se ao número de objetos no espaço, vários projetos foram planejados para iniciar o processo de remoção de detritos em órbita ao redor do nosso planeta.

Imagem de uma pequena colônia interplanetária

Colonização interplanetária

Compreender se a vida humana poderia ser sustentável em outros planetas, como chegaríamos lá, como construiríamos a infraestrutura de apoio necessária, e como obteríamos os alimentos e a energia necessária para sustentar a vida.

Possibilitando um futuro positivo por meio de vácuo

Com inúmeras fontes da NASA, a ESA e Morgan Stanley prevendo que a economia espacial atingirá $1 trilhão até 2040, as oportunidades para esse setor são significativas.

Isso, juntamente com a queda do custo por quilo de transporte de carga útil no espaço, reforça ainda mais a viabilidade econômica de futuras missões espaciais, o que pode ser evidenciado pelo aumento crescente do investimento do setor privado.

Colaborador do projeto em missão espacial

A colaboração e a inovação são intrinsecamente ligadas. Desde 1850, na Leybold, projetando e construímos soluções de vácuo que permitem que projetos em ciência, indústria e P&D desenvolvam a tecnologia do futuro.

Fale com nossa equipe sobre como nossos sistemas prontos e personalizados podem viabilizar nossa próxima missão.