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『NASA』美国宇航局打算在太空制造望远镜反射镜

【『NASA』美国宇航局打算在太空制造望远镜反射镜】
『NASA』美国宇航局打算在太空制造望远镜反射镜
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『NASA』美国宇航局打算在太空制造望远镜反射镜
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太空望远镜是一件非常了不起的事情 。 通过将天文台部署到轨道 ， 天文学家可以在不受大气干扰的情况下为宇宙拍照 。 但是 ， 它们的建造、维护和发射都非常昂贵 。 正如哈勃望远镜有缺陷的镜子所证明的那样 ， 太空望远镜必须经过严格的检查 ， 因为它在发射后会变得很难维修 。
为了解决这个问题 ， 美国宇航局正在研究在太空建造未来太空望远镜的可能性 。 这涉及到一种被称为原子层沉积（ALD）的制造技术 ， 即在表面沉积一层厚度不超过一个原子的材料层 ， 然后将其硬化 。 现在 ， 一个由NASA支持的研究小组有机会在微重力环境中测试这项技术 。
ALD工艺通常在工业中使用 ， 包括放置一层材料（称为基底）在一个类似于烤炉的反应室中 ， 然后用不同类型的气体脉冲对其进行处理 。 这最终的结果是一个光滑的 ， 高度均匀的 ， 只有一个原子的厚度薄膜层 。 对于太空望远镜来说 ， 该方法可用于在望远镜的反射镜上涂覆波长特定的反射涂层 。
正如在一份美国宇航局的声明所说的：“我们的技术专家认为 ， 直径超过20米的下一代望远镜将在轨道上建造和组装 。 与其在地面上制造反射镜 ， 为什么不在太空中打印呢？我们的想法是 ， 利用这项技术 ， 我们可以用高反射材料覆盖一个光学元件 。 我们已经在地面上使用了这项技术 ， 并了解了这一过程 。 ”
作为该计划的一部分 ， 一个用商用现成组件搭成的ALD舱 ， 将搭载蓝色起源的新谢泼德可重复使用火箭飞向太空 。 在飞行过程中 ， 有效载荷将经历3分钟的微重力 ， 这个时间足够在ALD舱的5厘米硅片上沉积一层氧化铝 。 这项测试还包括派遣一名技术演示者登上一枚新的谢泼德火箭 ， 以查看它在微重力环境中的状况 。
ALD除了提供增强望远镜发射镜的作用外 ， 还可能具有其他有助于未来太空探索的应用 。 例如 ， 在月球探测中 ， 由于静电荷的表土粘附在所有物体上 ， 因此减少灰尘是一个主要的必要条件 。
目前 ， 国际空间站正在研究使用ALD来解决这一问题的可能性 ， 在那里 ， ALD涂层的样品将暴露在实验托盘上的等离子体中 。 以测试氧化铟锡是否可以用于油漆和其他材料上 ， 以防止月球尘埃粘附在宇航服、探测器和设备上 。
除了在太空中建造望远镜外 ， ALD还为各种太空制造提供明显的优势 。ALD腔室可扩展至任何尺寸 ， 并且能够在非常大的区域上始终如一地施加光滑的层 。 这种精确度对于开发灵敏光学器件和其他应用至关重要 。
举例来说 ， 如果我们将一块硅片按华盛顿市区的尺寸放大 ， 并将其放入一个ALD室中 ， 我们就可以沉积一层厚度不超过60微米的材料 。 除了光学和减少尘埃外 ， 这一过程还可以在轨道上应用于对飞往其他行星甚至其他恒星系统的航天器进行消融屏蔽！
在太空制造、小行星开采和深空探索之间 ， 人类的未来很大程度上要涉及到在地球轨道和更远的地方建立工厂！ALD技术不可或缺！
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