衛(wèi)星發(fā)射到“月球軌道”。通過該公司的 3D 打印發(fā)動機(jī)驅(qū)動的電子火箭發(fā)射，微波大小的“CAPSTONE”CubeSat 旨在為人類重返月球鋪平道路，作為美國宇航局阿爾忒彌斯任務(wù)的一部分。具體來說，該設(shè)備將成為第一個進(jìn)入近直線暈軌道 (NRHO) 的航天器，該軌道前哨的計劃軌道是為支持月球游覽而建造的。

“今天的發(fā)射是人類重返月球的重要一步，證明了 CAPSTONE 背后數(shù)百人的決心和創(chuàng)新，”火箭實驗室創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官彼得貝克說。 “火箭實驗室的成立是為了開放進(jìn)入太空的通道，并實現(xiàn)像這樣的突破性任務(wù)，突破小型衛(wèi)星的極限。雖然 Capstone 的登月之旅才剛剛開始，但我們很自豪能夠安全地將 Capstone 運送到太空?！?/span>

電子火箭與 CAPSTONE 衛(wèi)星一起起飛。照片來自火箭實驗室。

火箭實驗室的盧瑟福引擎

在過去的 16 年里，Rocket Lab 促進(jìn)了 147 顆衛(wèi)星的發(fā)射，現(xiàn)已成為航空航天公司和航天機(jī)構(gòu)等可靠的合作伙伴。在很大程度上，該公司的產(chǎn)品圍繞其中子和電子運載火箭展開，這些運載火箭由其電子束熔化 (EBM) 3D 打印盧瑟福發(fā)動機(jī)提供動力。現(xiàn)在已經(jīng) 3D 打印了 100 多次，盧瑟福是一種液體推進(jìn)劑燃料碳復(fù)合發(fā)動機(jī)，能夠承載高達(dá) 225 公斤的有效載荷并達(dá)到 120N 的推力，使其成為將小型衛(wèi)星送入軌道的理想選擇。

自 Electron 首次成功執(zhí)行任務(wù)以來，Rocket Lab 已受委托發(fā)射多顆研發(fā)衛(wèi)星。 2020 年，作為空軍研究實驗室 Monolith 計劃的一部分，該公司向太空發(fā)射了一顆氣象衛(wèi)星。今年早些時候，該公司還被選中發(fā)射 NASA 的“VADR”有效載荷，這是一個耗資 3 億美元的項目，旨在幫助美國航空航天企業(yè)發(fā)現(xiàn)新機(jī)遇。

安裝了 CAPSTONE 衛(wèi)星的 Photon Lunar 航天器總線。照片來自火箭實驗室。

為月球返回鋪平道路

NASA 的 Cislunar 自主定位系統(tǒng)技術(shù)操作和導(dǎo)航實驗或“CAPSTONE”衛(wèi)星的建造是為了促進(jìn)其 Artemis 任務(wù)。對于那些不熟悉的人來說，該計劃的主要目標(biāo)是自 1972 年以來首次將人類送回月球，并在天體表面建立一個基地。為了加快任務(wù)的準(zhǔn)備工作，美國宇航局經(jīng)常轉(zhuǎn)向增材制造。在與塔斯基吉大學(xué)的一個團(tuán)隊合作測試 Artemis 著陸器的 3D 打印部件后不久，該機(jī)構(gòu)在 2020 年開發(fā)了可在該計劃中部署的 3D 打印噴嘴和燃燒室。隨著 2022 年 6 月 28 日的 CAPSTONE 發(fā)射，NASA 最新采用了支持 3D 打印的技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)開始準(zhǔn)備部署 Gateway，這是一個旨在實現(xiàn)未來月球和火星探索的空間站。

由 Tyvak Nano-Satellite Systems 制造的 CubeSat 將通過試驗 NRHO 來實現(xiàn)這一目標(biāo)，NRHO 是一個軌道，它將看到它通過距離月球表面近 3,000 公里和遠(yuǎn) 70,000 公里的軌道，使其能夠被捕獲在地球和月球的引力之間，并與后者同步旋轉(zhuǎn)，使其保持在原位。

NASA 宣布 CAPSTONE 通過火箭實驗室的電子運載火箭“完美”發(fā)射后，表示它現(xiàn)在處于穩(wěn)定軌道，準(zhǔn)備好被推向月球。從最初的軌道開始，安裝 CubeSat 的航天器巴士將在五天內(nèi)進(jìn)行一系列的軌道提升操作，這將看到它的軌道延伸到地球周圍的一個突出的橢圓。一旦這個階段完成，該裝置將以每小時 24,500 英里的速度向月球發(fā)射，使其進(jìn)入預(yù)計需要四個月的彈道月球轉(zhuǎn)移。在太陽引力的幫助下，預(yù)計 CAPSTONE 衛(wèi)星將在距離地球 963,000 英里的地方，然后被拉向地月系統(tǒng)，沿著一條沿著深空引力輪廓的蜿蜒軌道。

通過 3D 打印推動衛(wèi)星研發(fā)

當(dāng)然，3D 打印不僅應(yīng)用于制造用于將衛(wèi)星送入軌道的火箭，它還繼續(xù)被用作生產(chǎn)設(shè)備本身的一種手段。 Fleet Space 本月早些時候在 SpaceX Falcon 9 火箭上發(fā)射了部分 3D 打印的 Centauri 5 衛(wèi)星，并配備了全打印的金屬貼片天線。

最近，3D Systems 還宣布，空中客車公司已與它簽訂合同，以 3D 打印 OneSat 衛(wèi)星的“關(guān)鍵部件”。該設(shè)備設(shè)計為在軌完全可重新配置，使其能夠動態(tài)改變覆蓋區(qū)域、容量和頻率，部分使用該公司的 DMP Factory 500 構(gòu)建。

在其他地方，三菱電機(jī)等公司甚至提出了一種在軌自由形式 3D 打印衛(wèi)星天線的方法。使用該公司的技術(shù)，該技術(shù)圍繞一種新開發(fā)的液體樹脂，該樹脂能夠通過太陽的紫外線 (UV) 進(jìn)行光聚合，有可能制造比衛(wèi)星本身更大的部件。

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