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充气空间栖息地的创新传感器

努力将LUNA光纤传感器变为太空

Luna正在与NASA,Sierra Nevada Corporation(SNC)和ILC Dover合作的研究项目,以开发采用我们创新的高清光纤传感(HD-FOS)的充气空间栖息地的结构健康监测方法。该行业合作伙伴团队是将这些充气结构部署到轨道中的主要候选人,作为美国宇航局的一部分月亮到火星探索活动计划,一个美国宇航局主导的倡议,寻求将人类更深入到太空中,从而引发了新发现的知识和机遇。

SNC的月球网关设计
图1:Sierra Nevada Corp的月球网关设计

受到了激励的月亮到火星探索活动Luna希望这项研究的结果将揭示其传感器作为充气空间栖息地的合适仪器。根据John Ohanian的说法,Luna在项目上的主要调查员称,我们的传感器可能会根据这一倡议的一部分解决各种应用。他解释说:“我们技术的第一个地方之一就是在月球网关上(见图1) - 一个将是轨道的仓库和去火星的分期点。网关中的居住模块可能是一种充气栖息地。充气物也可以用于过境到火星或月球表面或火星。“充气栖息地与所考虑的所有其他方法相比,每单位重量的最具生活空间 - 尽管他们也有自己的一系列挑战。

充气栖息地对太空旅行有利,因为它们减轻了重量和成本限制;然而,很难能够可靠地监测其结构健康,这对宇航员安全至关重要。俄亥俄解释说:“在高度柔性的材料中将传感器置于非常挑战性,因为你不能使用典型的测量菌株方式。传统上,您将应变计粘在刚性结构上,但这对这些软鳃结构不起作用,这是由柔性织带制成的,使得收集有意义的数据来挑战,以便提前预期材料的潜在失败。“

这些结构容易出现两个主要有害风险:蠕变和微象性的影响。蠕变是指长时间的应变生长,而微型物体是小岩石,可以削弱或穿刺充气空间栖息地中使用的织物。这两个挑战都会危及宇航员的生命。当失败的赌注很高时,需要更大程度的确定性。

充气空间栖息地Shm的嵌入式传感器
图2:充气空间栖息地Shm的嵌入式传感器

巩固Luna作为创新设计方法的思想领导者的声誉,Luna团队已经发现了这个Shm障碍的解决方案:通过将传感器嵌入灵活的织带本身,我们消除了对外部传感器的需要(见图2)。“就嵌入式传感器而言,我们提出了各种创新方法,”俄亥俄州说。“在高级别的我们的传感技术已经解决了充气空间栖息地的两个最高风险模式:蠕变和微象性的影响。”俄亥俄州最近在Ascend 2020上提出了一篇关于这一主题的技术论文,由美国航空航天研究所(AIAA)主持了一个专注于空间的会议和研讨会。

通过将传感器嵌入到充气空间栖息地的织带中,Luna已经成功地提供了前所未有的数据质量,用于实时,长期监测软卓结构。随着技术在一系列实验室损伤试验中的表现的成功,蠕变试验和模拟微象性影响,Luna很兴奋,使这一创新发现成为一个新的水平。在地面测试期间,正在进行NASA提示点项目以在1/3级更现实的结构中测试传感器。如果我们的传感器被证明是成功的,它们可以包含在未来的空间使命栖息地结构,如月球网关,甚至是Mars任务的过境和轨道栖息地。

有关更多技术细节,本文可用这里。录制的视频演示也可用这里