用VAT真空阀门构建宇宙未知世界
VAT与世界上最大的粒子物理实验室欧洲核子研究组织(CERN)进行了长期合作。由专门的VAT团队开发的隔离阀有助于保持欧洲核子研究组织(CERN)的大型强子对撞机(LHC)内超高真空(UHV)的需求。 (3分钟阅读)
美国宇航局的 “欧罗巴快船 ”卫星计划于2024年发射,并围绕木星的卫星欧罗巴飞行,它将携带一套仪器来测量这颗卫星的磁场,并寻找卫星的地下湖泊和厚厚的冰壳。在寻找太阳系生命的过程中,木星的卫星欧罗巴——比我们的月亮小一点——一直被认为是外星生命的潜在家园。最近的证据表明,在这颗卫星的冰壳下面有一个海洋,可能有水,有适合生命的化学混合物。
“比一个篮球场还大”
在去年完成了最后的设计阶段后,欧罗巴快船的开发工作现在正在完成,包括卫星的关键仪器的设计和制造。最后的组装和测试将由NASA的喷气推进实验室与约翰霍普金斯应用物理实验室合作进行。
“欧罗巴快船是一个巨大的航天器,里面装满了科学仪器,用于扫描欧罗巴的表面和底层结构。”VAT的涂层、科学仪器和研究部门经理马丁·格雷特说:“仅太阳能电池板的跨度就超过22米,比一个篮球场还长!”
欧罗巴快船的有效载荷还包括照相机、冰穿透雷达(测量冰壳的厚度)、磁强计(测量卫星磁场的强度/方向)、热表面测量装置(探测较热的水的喷发)和其他仪器(检测大气中的任何水或颗粒)。
极其精确和坚固
在项目的开发阶段,VAT与美国德克萨斯州的西南研究所(SwRI)合作,为卫星的质谱仪而开发和制造一个阀门,这将有助于确定欧罗巴表面的化学成分。由于木星的强辐射带可能会迅速烧毁卫星的电子设备,光谱仪需要非常坚固和精确——定制的VAT阀门正好能满足这些要求。VAT阀门是唯一可以反复密封关闭的全金属阀门之一,以满足<1E-10 mbar-l/sec的泄漏率要求,具有相对高的电导率(这决定了它的尺寸),并且不包含聚合物或碳氢化合物,因为这些材料会被仪器感应到。
VAT团队为质谱仪设计的阀门非常精确,比标准阀门精确得多。严格的公差是由仪器的紧凑设计和最小化任何故障机会决定的——因为该阀门将在离最近的VAT工程师都有约3.9亿英里的地方运行!设计团队还与VAT生产部门紧密合作,以确保公差得到保证。
保持清洁
一个非常精确的时间轴,对于VAT阀门和质谱仪的设计和开发也至关重要。专门负责组装分析仪器和为发射作准备的专家团队和资源,已经提前很长时间做好了安排,2024年的火箭发射也是提前几年就确定的。
“由于项目进度没有出错的余地,VAT必须迎接工程挑战,并按期提供一个完美的解决方案,”VAT美国真空渠道总经理约书亚·勒博补充说,“SwRI和NASA都信任VAT团队能够应对这一挑战。”
VAT的精密技术将确保以下过程:一旦欧罗巴快船卫星进入欧罗巴的大气层,光谱仪阀门将打开,收集样本,然后关闭阀门进行测量。在阀门的设计和制造过程中,特别注意清洗阀门表面任何潜在地球元素,因为它们可能会污染测量样品。
“欧罗巴快船是一个非常令人兴奋的项目。”马丁·格雷特补充说,“参与NASA任务的VAT团队很自豪地看到他们的专业知识进入了外太空,并参与到寻找外星生命的工作中!”
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