50多年前,人类开始通过阿波罗计划迈出了进入太空的第一步,并成功地在月球表面着陆——这标志着太空探索的开始。今天,美国NASA在佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射了阿尔忒弥斯一号,正在用先进的工程技术向前迈进,将人类送回月球和更远的地方。日本东丽子公司——东丽先进复合材料公司(TorayAdvancedComposites)再次发挥了重要作用,成为猎户座飞船(从月球到深空旅行的首选方式)外壳的领先先进复合材料解决方案合作伙伴。
东丽公司在太空领域的合作依托于30多年的太空飞行材料传统,在许多具有历史意义的项目中,东丽一直是几位有影响力的航空航天领导者值得信赖的合作伙伴,包括詹姆斯·韦伯太空望远镜、火星毅力号探测器、火星天才号直升机,以及西方世界发射的几乎每一颗卫星。
开创太空探索新时代的阿尔忒弥斯一号从美国宇航局位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射
“阿尔忒弥斯”计划于年秋季首次发射任务“阿尔忒弥斯一号”,测试NASA的深空探测系统、太空发射系统(SLS)和“猎户座”飞船。“猎户座”飞船在未经改装的情况下成功发射,在不到一个月的时间内绕地球运行万英里(万公里),超越月球,返回地球。阿尔忒弥斯一号的主要目标是在月球返回再入条件下演示猎户座航天器的隔热罩,演示未来任务的操作,并回收航天器。地球上的测试设施进行了大量的测试,但猎户座飞船却没有为最终测试做好准备,这只不过是它的第一次任务。作为阿尔忒弥斯计划合作伙伴的一员,东丽先进复合材料公司可以自豪地确认任务的成功,因为它证明了猎户座隔热罩和后壳能够承受深空旅行,并承受以高速月球速度再入大气层的极端热量。
猎户座的隔热板在科罗拉多州丹佛市进行评估
外壳由后壳和隔热罩组成,是外部环境和飞行器内部有效载荷之间的主要屏障。这是猎户座必须保护自己不受微流星体、辐射和极端天气影响的第一道防线。50多年前,这一壮举一度被认为是不可能的。为了实现人类最伟大的成就之一,它与“双子计划”(ProjectGemini)一起小心翼翼地踏上了太空,与“阿波罗计划”一起登上了月球。今天,人类不仅返回月球,而且开始为阿尔忒弥斯计划的深空探索任务奠定基础,从而扩大了太空探索的定义。温度、振动等,两次穿越大气层和太空真空。该飞行器需要使用经过验证的适合太空的材料进行设计,以最大限度地减少飞行器遇到的任何挑战。
猎户座飞船大约是阿波罗飞船的1.5倍,重2万磅(千克)。为了让它比之前的飞船飞得更远、更快、承受更多的极限,合作的工程师团队采用了阿波罗传统的钛制钝形机身的传统设计,并利用新的复合材料系统在最后期限内优化了结构的重量和强度容限。与时间赛跑,东丽先进发出来公司的碳纤维/氰酸酯预浸料TC是专门配制的,以取代传统的重型和昂贵的钛板蒙皮,而不是钛蜂窝设计,用于猎户座飞船的后壳和隔热结构。
TC的理想之处在于,它通过允许隔热板结构与热保护系统并行,证明了从设计版本到可加工性改进的关键升级。
洛克希德·马丁公司在科罗拉多州丹佛市用高压釜生产了直径16.5英尺(5米)的最大型复合材料隔热板,用于载人和无人驾驶任务。“自猎户座计划开始以来,东丽公司一直支持洛克希德·马丁公司开发专门为猎户座航天器设计的全套材料产品。基于材料性能,洛克希德·马丁现在正利用这些材料系统的经验和多功能性,除猎户座外,用于下一代深空探测任务和应用。”东丽先进复合材料西部区域销售经理LloydNelson评论道。
新一代复合材料系列的设计旨在通过改进的复合材料加工技术合理利用项目有限的资源,将加工时间缩短25%,降低成本,同时不牺牲所需的超高温性能。通过选择新的复合材料蒙皮来支撑Avcoat,而不是传统的钛,胶囊的更轻的结构提高了工艺的整体质量效率,同时通过成功展示其与高压釜外生产技术的大部件整合,为未来的程序人工和时间可加工性铺平了道路。