在太空中制造:谁将在国际空间站上制造光纤

7月,该设备的原型被带到了ISS,他们将与之一起生产ZBLAN氟化物光纤 。 它在红外范围和其他光学参数上的透射率超过了通常的“光学”。

如果一切顺利,用于生产光纤的第一个“太空微型工厂”将出现在轨道上。 削减-有关功能和发展前景的更多信息。


/维基媒体/ NASA / PD

项目作者


在六十年代后期出现了在太空中产生某种东西的想法。 如今,即使是私人公司和初创公司也为此类实验提供财务和技术支持。

例如,在太空中生产ZBLAN的原型是美国科技公司Made In Space和Thorlabs合作的结果 。 SpaceX负责交付原型,NASA的ISS宇航员和宇航员在组织事务方面提供帮助。

ZBLAN玻璃本身是由法国雷恩大学的研究人员于1975年开发的。 ZBLAN的组成包括多种金属的玻璃形成氟化物-锆,钡,镧,铝和钠。 这些金属的首字母被称为玻璃。

为什么有必要


在光纤的制造中,将特殊的预成型坯加热到300°C以上的温度,然后将其拉成长线状,如口香糖。 为此,使用了几十米高的排气装置。 最终的电缆长度受预成型件的尺寸和玻璃结构中杂质的含量限制。

“地线”电缆的主要缺陷在于其不透明性。 玻璃中的杂质和不规则物会干扰长距离信号传输。 为了在海洋上广播,例如,必须安装大量的中继器和放大器。

与常规电缆相比,ZBLAN氟化物玻璃族光纤的特征在于,由于吸收(吸收)和散射,光纤纤芯的光损耗低。 ZBLAN的特征在于 红外辐射领域的损耗低,尤其是在红外范围(2000–5000 nm)范围内,传统电缆的工作性能较差。

但是,ZBLAN玻璃非常易碎,因此昂贵且难以从中拉长纤维。 另外,重力导致在纤维的晶体结构中形成沉淀。

根据“太空制造”的研究 ,如果在太空中制造光纤,则其中形成的“晶体”要少十倍。 因此,以零重力产生的光学器件将能够传输超出“经典”电缆的信号。


根据“太空制造”的首席执行官安德鲁•拉什(Andrew Rush)的说法,四公里的“太空毛坯”可以生产四公里的纤维。 Rush说,这个比率使整个企业在经济上可行,尽管将坯料和设备运送到太空的成本很高。

技术的应用与发展


安德鲁·拉什(Andrew Rush) 指出 ,“太空” ZBLAN光纤可以在整个大西洋上进行路由,而无需单个中继器。 他还指出,新电缆的吞吐量将超过传统石英光纤的性能50到100倍。

将来,在太空中, 将有可能生产数十公里长的光纤,其吞吐量至少是“地”缆线的一百倍。


/ Flickr / 蒂姆·皮尔斯 / cc

研究人员现在正在测试7月份到达国际空间站的原型。 完成该实验后,“宇宙”光纤将被送回地球,以测试其适用性并评估其性能。 根据宇航员的时间表,第三次太空光纤测试生产将于今年11月或12月开始

如果测试结果成功,研究人员将着手部署用于轨道光纤工业生产的设备。

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Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN422675/


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