面向航天研究的真空技术
推动未来的航天研究
我们每天使用的许多产品都可以溯源至航天任务。
但未来的航天研究将对人类产生至为深远的影响。这表明，航天研究关注的核心目标反映了一些人类要面临的非常紧迫的挑战。
- 如何获取有效、丰富且清洁的能源？
- 探索其他行星是否能够维持人类生存
- 拓展我们在科学、天体生物学和宇宙起源方面的知识
- 开发新的技术、医药和基础设施，造福于子孙后代
但是，这种知识是有代价的。航天任务成本昂贵，并且在人类所知的挑战性环境中进行。
因此，对太空中使用的每个组件、工艺和部件进行广泛测试至关重要。在发射到太空后修复故障通常是不可能的，而且总会付出巨大的代价。
我们的真空技术能在地球上模拟类太空条件，可以完成众多类型的必要试验，以便用于太空。
目前的发射前太空试验的示例
我们设计和制造的许多真空系统都是针对具体应用定制的。以下一些示例是使用我们真空技术的典型航天任务试验。
- 电动推进和推进器试验
- 热真空室
- 望远镜反射镜镀膜
- 望远镜探测器冷却
- 质量损失和真空烘烤
电动推进和推进器试验
电动推进和推进器试验
可对推进器进行长时间测试，以确保推进器能够在长期航天任务中保持性能水平并经受太空条件的考验。
热真空室
热真空室
所有要在太空中使用的组件均经过了恶劣温度和辐照（光照）的耐久性测试，TVAC 的热循环温度范围在 70 K 到 400 K 之间。
望远镜反射镜镀膜
望远镜反射镜镀膜
每隔 1-2 年便需要在真空室内对高灵敏度的大型镀银或镀铝反射镜重新镀膜，这对于确保其出色性能至关重要。
望远镜探测器冷却
望远镜探测器冷却
我们的低温技术用于将接收器的温度降至 4k 的低温水平。这样，望远镜能够探测不可见光以及紫外线、伽马射线和微波。
质量损失和真空烘烤
质量损失和真空烘烤
总质量损失 (TML) 测试用于测量元件在恶劣太空环境中的劣化情况，以确定其长期耐久性。
电动推进和推进器试验
可对推进器进行长时间测试，以确保推进器能够在长期航天任务中保持性能水平并经受太空条件的考验。
热真空室
所有要在太空中使用的组件均经过了恶劣温度和辐照（光照）的耐久性测试，TVAC 的热循环温度范围在 70 K 到 400 K 之间。
望远镜反射镜镀膜
每隔 1-2 年便需要在真空室内对高灵敏度的大型镀银或镀铝反射镜重新镀膜，这对于确保其出色性能至关重要。
望远镜探测器冷却
我们的低温技术用于将接收器的温度降至 4k 的低温水平。这样，望远镜能够探测不可见光以及紫外线、伽马射线和微波。
质量损失和真空烘烤
总质量损失 (TML) 测试用于测量元件在恶劣太空环境中的劣化情况，以确定其长期耐久性。
面向太空试验的真空技术
| 前级真空泵 | 涡轮泵 | 低温泵 | 低温冷却 | 定制真空室 | |
| 推进/推进器测试 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | |
| 热真空室试验 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| 质量降解和烘烤 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| 望远镜反射镜镀膜 | ✔ | ✔ | |||
| 望远镜反射镜冷却 | ✔ | ✔ | ✔ |
面向航天工业的真空解决方案
Leybold 莱宝是能够提供真正全系列产品的真空技术供应商之一。
虽然我们的产品系列种类繁多，但我们为航天工业提供的解决方案分为 5 种不同的设备类别。
低温技术
低温技术包括 3 个关键要素：
- COOLPAK i 氦气压缩机、
- COOLPOWER i 冷头
- 和 COOLVAC i 低温泵。
这些技术可以采用不同的方式进行配置以实现不同的用途：
- COOLPOWER i 和 COOLPAK i 结合组成低温制冷/冷却系统。
- COOLVAC i 产生高达 10000 l/s 的 UHV 真空，通常与 COOLPOWER i 和 COOLPAK i 结合用于特定工艺。
真空室和系统
真空室和系统涵盖多种应用。
我们的 UNIVEX 真空室可以建成测试机房。一些真空室大到足以容纳整个航天器，而另一些真空室则是为检测单个元件而设计。
除了模拟太空环境中的真空以外，TVAC 等其他设备还可以再现恶劣的温度变化，或者使用 TML 测量长期处于恶劣条件下的质量损失。我们的许多 UNIVEX 系统都是根据特定项目的控制范围量身定制的。
测量技术和仪器
构建真正的“全包式”真空系统还需要测量和控制技术，比如：
- IONIVAC、THERMOVAC 和 PENNINGVAC 传感器、量表和变送器
- 以及 LEYSPEC 残余气体分析仪 和 PHOENIX 检漏系统。
- 此外，我们还提供上述技术所需的阀门、配件和法兰。
航天研究的未来
性能平衡的全包式真空系统采用多种真空解决方案，专为特定用途而设计。
提供定制系统是我们为航天领域开发所有技术时的核心原则。
随着未来航天项目的目标和技术不断提高，开展航天研究的技术也是水涨船高。未来不再仅仅考虑发射-入轨-再入轨的影响，新的研究领域包括：
深空探测
扩展我们对太阳系外的行星和星系、大爆炸后不久发生的事件以及宇宙起源的了解。
系外行星研究
寻找可能或曾经孕育过生命的行星，这既涉及寻找外星生命，也涉及我们未来星际殖民的可行性。
天体生物学
了解宇宙在微观和宏观生物层面是如何运作的，以及拓展我们对这一领域常用术语的了解，将直接影响未来的探测任务。
小行星采矿
据估计，小行星上蕴藏着近乎无穷的自然资源和核心元素，这些资源将带来巨大的经济和环保机遇，并可能为未来的航天任务提供新能源。
空间碎片清理
随着未来几十年计划发射的卫星数量呈指数级增长，太空中的物体日渐增多，我们计划开展多个项目，以启动地球轨道上的碎片清除流程。
星际殖民
了解人类是否可以在其他星球上生存，我们将如何到达那里，我们将如何建设所需的生存设施，以及我们将如何获取维持生命的食品和能源供应。
通过真空创造积极的未来
NASA、ESA 和 Morgan Stanley 的众多消息来源预测，到 2040 年，太空经济将达到 $1 万亿，该领域蕴含着巨大的机遇。
随着送入太空的有效载荷每公斤成本下降，未来的太空任务将会进一步增强经济可行性，私营企业的投资日益增加便是明证。
协作和创新有着内在的联系。自 1850 年以来，Leybold 莱宝一直致力于设计和构建真空解决方案，助力科学、工业和研发领域的发展。
与我们的团队探讨定制全包式真空系统如何实现我们的下一个任务。
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