目前,在太空中部署大型、超轻型游丝结构的现有方法通常依赖于机电机构和机械可膨胀或充气臂架,并将其保持在完全部署的操作配置中。这些支持结构,连同相关的部署机制、发射约束、膨胀系统和控制,可以占总预算的90%以上。此外,它们显著地增加了积载体积、成本和复杂性。

利用形状记忆和弹性恢复技术,设计了一种没有可展开机构和支撑臂/结构的CHEM(冷休眠弹性记忆)膜结构。考虑使用化学微泡沫与碳纳米管增强薄膜结构应用。在这种先进的结构概念中,CHEM膜结构在发射前被加热以允许包装和填充,然后冷却以诱导内部恢复力休眠。在太空中,当加热时,薄膜会记住它最初的形状和大小。在内部恢复力展开结构后,对其进行冷却以实现刚性化。这种结构可以利用太阳辐射作为展开的热能,利用空间环境温度作为僵直的温度。

CHEM自动展开膜的整体简单性是其最大的资产之一。在目前的空间展开结构的方法中,装载和展开是困难和具有挑战性的,并引入了重大的风险,质量大,成本高。CHEM膜提供的简单程序大大简化了设计、制造、部署和加固大型结构的整个端到端过程。CHEM膜通过消除可展开臂架、展开机构、膨胀和控制系统,避免了与其他展开和加固结构方法相关的复杂性,这些方法可能会消耗大量预算。

此外,高度集成的多功能化学膜嵌入薄膜电子、传感器、驱动器和电源可用于执行其他航天器功能,如通信、导航、科学收集和发电。

这种先进的膜概念代表了新一代可自行展开结构的引入。这项技术将为定义天基结构的配置和定义未来的任务结构引入一种新范式。它将为在一个简单、直接的过程中制造、装载、展开和固化大型可展开结构提供新的标准。

许多可展开结构用于空间机器人和其他支持可展开结构的太阳帆,通信,电力,传感,热控制,冲击和辐射防护系统。一种可自行展开的膜结构可以在这些空间应用中得到很大的改进。

虽然空间界是主要受益者,但这项技术的潜在商业应用是可以预见的。它可以应用于可部署的避难所、存储场所和露营帐篷。其他潜在的应用还包括可自行部署的房屋建造、隔热、汽车、包装和生物医学。

这项工作是由加州理工学院的Witold M. Sokolowski和Paul B. Willis以及美国宇航局喷气推进实验室的Wright材料研究公司的Seng C. Tan完成的。欲了解更多信息,请联系此电子邮件地址正在受到垃圾邮件程序的保护。您需要启用JavaScript来查看它。。非营利组织- 41759


NASA技yabovip16.com术简报杂志

本文首次发表于2010年9月号NASA技yabovip16.com术简介杂志。

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