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3D打印在提高天線空間觀測能力的應用

2022-03-01

Optisys已與美國國家射電天文臺(NRAO) 合作開發用于射頻(RF) 望遠鏡的新一代 3D 打印天線。二者共同致力于推動射頻天文學的發展，以更好地了解宇宙的運作規律。（射電天文學：射電天文學是天文學的一個分支，通過電磁波頻譜以無線電頻率研究天體。射電天文學以無線電接收技術為觀測手段，觀測的對象遍及所有天體：從近處的太陽系天體到銀河系中的各種對象，直到極其遙遠的銀河系以外的目標。射電天文波段的無線電技術，到二十世紀四十年代才真正開始發展。對于歷史悠久的天文學而言，射電天文使用的是一種嶄新的手段，為天文學開拓了新的天地。）

Optisys 是一家總部位于猶他州的公司，致力于 3D 打印金屬天線和射頻組件。此前，該公司已經制造了最小和最大的3D 打印金屬天線部件。它還為高海拔長續航無人機制造了 3D 打印組件。NRAO 需要具有小尺寸、底重量和高功率要求 (SWaP) 的射頻產品，這需要射頻望遠鏡的相關設備具有較低的傳輸損耗和更高的穩定性。

NRAO 中央開發實驗室 (CDL) 主任 Bert Hawkins 說：“科學要求總是在推動技術的極限，因此我們需要投資于有可能突破當前性能障礙的創新技術，3D 打印的電磁設備可以具有各種形狀、結構和設計，這是傳統加工技術無法制造的。NRAO 與 Optisys 的合作能夠推動設備的開發，這些設備的性能將優于目前用于射電天文學的設備。”

上述特性非常適合射電天文學，尤其是在太空的低溫環境中。據報道，Optisys 的技術能夠做到高度集成化，無需電鍍即可提高性能。這進一步提高了其在具有更大射程和精度的陸基和天基射電望遠鏡中使用的資格。

該公司通過生產具有更高性能、穩定性和其他屬性的天線來證明這一點，這促使 NRAO 開始與 Optisys 建立合作伙伴關系。二者認為獨特設計的天線和射頻設備將能夠增強在太空中收集的數據的可靠性。

來自SLM Solutions 的 SLM 500，Optisys用于金屬天線組件的 3D 打印。

Optisys CEO Janos Opra 說：“RF 應用的所有領域都受益于 Optisys 的先進功能，無論是通信、雷達、定向能還是射電天文學，我們都對能夠參與的射頻領域感到非常激動。我們與 NRAO 的合作不僅有利于 Optisys、NRAO 和射頻行業，而且將為全人類做出貢獻推動相應領域的發展。”

兩家合作伙伴進行的測試結果將于今年公布。正如Opra 所提到的，為 NRAO 開發的功能可以應用于除了空間研究之外的其他應用。Opra建議它可以用于定向能量（ (DE) 利用電磁頻譜的力量，使能夠以光速有效且經濟地打擊關鍵目標），這是一個新的武器領域，可以使用高度聚焦的能量束更準確、更有效地打擊目標。

Optisys 3D 打印的零件在低溫條件下的生存能力不僅表明了其能夠在太空中的使用，也表明其可在了北極使用。在那里，研究人員將利用所打印的零件勘探和開采以前由于惡劣的氣候而難以獲得的石油和天然氣儲量。然而，隨著全球變暖使北極融化，預計這些儲量將更容易獲得。

這可以與Amorphology Inc.正在開發的 3D 打印金屬部件完美搭配，后者在太空漫游車中具有小眾用途。與 Optisys 的天線一樣，Amorphology 的 3D 打印部件可用于低溫環境。這不僅表明性能更好的探測器將用于探測木星的衛星木衛二，也表明可以應用于北極探測器中，用于石油和天然氣的探測及保護。

如果是這樣的話，我們也許可以將這些技術的用途放在一起。技術的實現還需要全世界研究人員漫長的努力，但我我們仍然可以期待將3D 打印天線應用于天文學或是太空和地面的作戰中。

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