適用於太空應用的真空技術 開啟未來的太空研究
我們每天使用之眾多產品的原點都可追溯至太空任務。
但未來研究才是影響人類最深遠的關鍵。很顯然，正逐漸被太空研究聚焦的核心目標反映出某些人類所面臨的最迫切挑戰：
- 如何創造充足、強大但乾淨的能量來源？
- 探索其他星球：是否能提供人類生活所需？
- 拓展我們對科學、太空生物學以及宇宙起源的知識
- 開發新技術、醫療和基礎建設以提供未來世代所需
然而，這項知識需要付出代價：太空任務極為昂貴，且任務地點位在人類所知最具挑戰性的環境中。基於此原因，會在太空中使用的每個組件、製程和元件都必須經過全面的測試。通常不可能在發射後修正故障，而且全都伴隨高昂的成本。
我們的真空技術在地球上模擬了類似太空的環境條件，讓許多不同且必要的測試能夠在此進行...以為在太空中使用作好準備。
目前正在進行的發射前太空測試範例
我們設計和打造的許多真空系統都是針對其目的而量身打造。以下是使用我們技術的典型太空任務測試範例。
- 電力推進和推進器測試
- 熱真空腔體
- 望遠鏡鏡片塗布
- 望遠鏡偵測器冷卻
- 質量降解與真空烘烤
電力推進和推進器測試
可長時間測試推進器，確保推進器可在長時間的太空任務中，維持效能並承受太空的條件。
熱真空腔體
所有將用於太空的組件，都必須針對極端溫度及照射 (光) 進行耐久性測試。TVAC 的熱循環範圍可介於 70k 至 400k 之間。
望遠鏡鏡片塗布
大型高靈敏望遠鏡鏡片每 1-2 年必須在真空下重新塗佈銀或鋁的薄膜。這對他們能發揮最佳性能至關重要。
望遠鏡偵測器冷卻
我們的低溫技術可將接收器的溫度降至最低 4k。這可讓望遠鏡偵測到可見光以外的紫外線、伽瑪射線和微波。
質量降解與真空烘烤
總質量損失 (TML) 測試可測量嚴苛太空環境中元件的降解情形，以判定長時間的耐久性。
可長時間測試推進器，確保推進器可在長時間的太空任務中，維持效能並承受太空的條件。
所有將用於太空的組件，都必須針對極端溫度及照射 (光) 進行耐久性測試。TVAC 的熱循環範圍可介於 70k 至 400k 之間。
大型高靈敏望遠鏡鏡片每 1-2 年必須在真空下重新塗佈銀或鋁的薄膜。這對他們能發揮最佳性能至關重要。
我們的低溫技術可將接收器的溫度降至最低 4k。這可讓望遠鏡偵測到可見光以外的紫外線、伽瑪射線和微波。
總質量損失 (TML) 測試可測量嚴苛太空環境中元件的降解情形，以判定長時間的耐久性。
哪些太空測試適用何種真空技術？
| 前級真空幫浦 | 渦輪幫浦 | 低溫幫浦 | 低溫冷卻 | 客製化腔體 | |
| 推進/推進器測試 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | |
| 熱真空腔體測試 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| 質量降解及烘烤 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| 望遠鏡鏡片塗布 | ✔ | ✔ | |||
| 望遠鏡鏡片冷卻 | ✔ | ✔ | ✔ |
在 Leybold，我們是唯一能提供真正全方位產品系列的真空技術供應商。
雖然我們的產品組合範圍廣泛且多樣化，但我們為太空產業提供的解決方案可分為 5 種不同的設備類別。
前級真空幫浦
這些幫浦用於將壓力範圍從大氣壓力降至 1e-2 mbar，視所選用幫浦的類型而定。
針對中大型腔體抽空，通常會使用高流量幫浦，例如：
至於較小的腔體，較為合適的選項為：
高真空 (HV)
高真空 (HV) 壓力範圍在太空產業通常是使用渦輪分子幫浦達成。我們一應俱全的幫浦系列有各種尺寸、抽氣速度，以及專為特定應用量身打造的機型。
低溫技術
低溫技術包含 3 個關鍵要素。這些技術可依不同的方式配置，以達成不同的目的：
- 結合 COOLPOWER e 製冷頭和 COOLPAK e 氦氣壓縮機，可製作低溫製冷/冷卻系統。
- COOLVAC e 冷凍真空幫浦可提供最高 10,000 l/s 的 UHV 真空。這些通常搭配 COOLPOWER e & COOLPAK e 以用於特定製程。
真空腔體與系統
我們的 UNIVEX 真空腔體創造出進行測試用的空間。有些腔體的大小足以容納整艘太空船，有些則是用來審視各個元件。
除了模擬太空的真空以外，還有其他項目，例如 TVAC 會重現極端溫度變化，TML 會測量具挑戰性條件下長時間的質量損失。
我們的許多 UNIVEX 系統都是專為特定計畫範疇量身打造。
測量與儀器配置
要打造真正健全的真空系統，還需要測量設備和控制技術，例如感測器、儀表和變送器，以及殘氣分析儀和測漏系統。此外，我們還提供可與我們的技術連接的各種閥、接頭與法蘭。
太空研究的未來
完美平衡的統包真空系統，專為非常特定的用途所打造，提供多種真空解決方案。
建構客製化系統是我們為航太領域創造的所有技術開發的核心原則。
隨著未來專案的雄心和技術範圍的發展，支持太空研究的技術也在不斷發展。未來的專案計畫將不再僅僅考慮發射、進入軌道、重返地球的影響；新的研究領域包括：
外太空探索
拓展我們對太陽系以外之星球與星系、宇宙大爆炸後瞬間之事件，宇宙起源之瞭解的知識。
系外行星研究
尋找可以或曾經可以供養生命的星球。這包括尋找外星生命，以及我們未來在行星際殖民地的可行性。
太空生物學
瞭解微觀及宏觀生物層級的宇宙運作方式，以及在此領域一般研究中所拓展的知識，將直接有助於未來任務。
小行星採礦
據估計，小行星上存在幾乎無限的天然資源和核心元素，取得這些資源可帶來可觀的經濟效益和環境機會，並可為未來任務提供新的能源來源。
太空垃圾管理
由於預計於未來數十年內發射的衛星數量激增，使得太空中的物體數量增加，因此已有多項計畫開始在地球軌道上清除垃圾。
星際殖民地
瞭解其他星球是否能夠提供人類生活所需、我們要如何達成目標、我們要如何打造所需的支援基礎建設，以及我們如何取得支持生活所需的食物和能量供應。
透過真空實現充滿希望的未來
協同作業與創新本質上互通。從 1850 年開始，Leybold 便開始設計和打造真空解決方案，讓涵蓋科學、產業和 R&D 的計畫能夠發展未來的技術。
請與我們的團隊聊聊：了解我們量身訂做的統包系統如何實現我們的下一項任務！
高真空、超高真空和極高真空：基礎概念
下載我們的電子書，瞭解實現及使用高真空、超高真空或極高真空的相關挑戰，以及需要考量的事項。
- 手冊
- 部落格以及更多內容
- 相關應用
