பூமியிலிருந்து நிலவுக்கு: சீனாவின் பசால்ட் ஃபைபர் தொழில்நுட்பம் விண்வெளித் துறையின் எடை குறைப்பை எவ்வாறு மறுவரையறை செய்கிறது

அதிகரித்து வரும் தேவையின் பின்னணியில் இலகுரகவிண்வெளித் துறையில் அதிக வெப்பத்தைத் தாங்கும் பொருட்கள், சீனாவின்பசால்ட் இழைவிண்வெளி உள்கட்டமைப்பின் தேவைகளுடன் பெரிதும் ஒத்துப்போகும் செயல்திறன் குறிகாட்டிகளுடன், மைக்ரான் அளவிலான மிக நுண்ணிய இழைகளுக்கான பெருமளவு உற்பத்தித் தொழில்நுட்பத்தில் தொழில்துறை ஒரு திருப்புமுனையை எட்டியுள்ளது. இது ஆழ்விண்வெளி ஆய்வு, விண்கலப் பாதுகாப்பு மற்றும் நிலவுத் தளம் ஆகியவற்றுக்கு புரட்சிகரமான தீர்வுகளை வழங்குகிறது. கட்டுமானம்.

I. தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள்: மைக்ரான் அளவிலான மிக நுண்ணிய இழைகளின் பெருமளவு உற்பத்தி மற்றும் செயல்திறன் பாய்ச்சல்

பசால்ட் இழை இது இயற்கையான பசால்ட் தாதுவிலிருந்து, 1450-1500℃ உயர்-வெப்பநிலை உருக்குதல் மற்றும் இழுத்தல் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது. இதன் முக்கிய தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள் மூன்று அம்சங்களில் பிரதிபலிக்கின்றன:

1. மிக நுண்ணிய இழைகளின் நிலையான பெருமளவு உற்பத்தி தொழில்நுட்பம்
புதுமையான ஸ்பின்னரெட் வடிவமைப்பு: உகந்த சரிவக வடிவ உள் குழி மற்றும் பரவலாக்கப்பட்ட துல்லியமான வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு (பிழை ±2℃) ஆகியவற்றின் மூலம், மேற்பரப்பு மாற்றியமைத்தல் தொழில்நுட்பம்: இழைகளுக்கு உயிரியல் இணக்கத்தன்மை மற்றும் உயிரியல் சாயல் கொண்ட எலும்பு ஒருங்கிணைப்புத் திறன்களை வழங்குவதற்காக, ஹைட்ராக்ஸிஅபடைட் (HA) பூச்சு மற்றும் நுண்-நானோ கட்டமைப்பு செதுக்குதல் ஆகியவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அதே சமயம், சிலிக்கான் பிசின் உட்புகுத்தல் அரிப்பு எதிர்ப்பை மேம்படுத்துவதோடு, pH 2-12 கரைசல்களில் 90%-க்கும் அதிகமான வலிமை தக்கவைப்பு விகிதத்தையும் பராமரிக்கிறது.

2. தீவிர சூழல்களில் செயல்திறன் நன்மைகள்
உயர் மற்றும் குறைந்த வெப்பநிலை எதிர்ப்புத்திறன்: இதன் நீண்ட கால இயக்க வெப்பநிலை வரம்பு -269℃ முதல் 700℃ வரை ஆகும், மேலும் இது 1200℃ வரையிலான உடனடி உயர் வெப்பநிலையைத் தாங்கக்கூடியது (உதாரணமாக, சோங்கிங் ஜிடுவால் உருவாக்கப்பட்ட கலப்பு ஃபெல்ட்). 700℃ வெப்பநிலையில் 1000 மணிநேரம் வைக்கப்பட்ட பிறகும், இதன் வலிமை அதன் அசல் மதிப்பில் 85%-ஐத் தக்கவைத்துக் கொள்கிறது. உதாரணமாக, பசால்ட் இழை சாங்'இ-6 விண்கலத்தால் நிலவின் மேற்பரப்பில் உள்ள தேசியக் கொடியில் பயன்படுத்தப்படும் இது, நிலவின் மறுபக்கத்தில் நிலவும் -180℃ முதல் 150℃ வரையிலான கடுமையான வெப்பநிலை வேறுபாட்டிலும் கட்டமைப்பு நிலைத்தன்மையைப் பராமரிக்கிறது. அதிக வலிமை மற்றும் குறைந்த எடை: இதன் இழுவிசை வலிமை 3500-4800 MPa-ஐ எட்டுகிறது (இது எஃகின் 250-800 MPa-ஐ விட மிகவும் அதிகம்), மற்றும் அடர்த்தி வெறும் 2.6-2.8 g/cm³ மட்டுமே (இது எஃகின் அடர்த்தியில் ஏறக்குறைய 1/3 பங்கு ஆகும்). இது "எஃகை விட வலிமையானது, அலுமினியத்தை விட இலகுவானது" என்ற செயல்திறன் கலவையை அடைகிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட வகை விண்கலத்தின் கட்டமைப்பு பாகத்தில் பசால்ட் ஃபைபர் கலவைப் பொருட்களைப் பயன்படுத்திய பிறகு, அதன் எடை 50% குறைக்கப்பட்டது, மற்றும் தாக்க எதிர்ப்புத்திறன் 30% அதிகரிக்கப்பட்டது.

3. அறிவார்ந்த உற்பத்தி அமைப்பு கட்டுமானம்
டிஜிட்டல் ட்வின் மற்றும் AI உகப்பாக்கம்: ஃபைபர் ஆப்டிக் சென்சார்கள் மூலம் உருகு பாகுத்தன்மை மற்றும் இழை விட்டம் போன்ற அளவுருக்களை நிகழ்நேரத்தில் கண்காணிப்பது, உபகரணக் கோளாறுகளை (துல்லியம் >95%) கணிக்க உதவும் AI அல்காரிதம்களுடன் இணைந்து, உற்பத்தி விளைச்சலை 98%-க்கும் மேலாக அதிகரிக்கிறது. உதாரணமாக, ஹுயர்ஜி உருவாக்கிய ஆன்லைன் கண்டறிதல் சாதனம், மிக நுண்ணிய இழை விட்டத்தை நிகழ்நேரத்தில் கட்டுப்படுத்துகிறது, இதன் விளைவாக தயாரிப்பின் நிலைத்தன்மை சர்வதேச உயர்நிலையை எட்டுகிறது.
பசுமை உற்பத்தி செயல்முறை: செயற்கை நுண்ணறிவு தாது பிரித்தெடுக்கும் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், தகுதிவாய்ந்த தாதுக்களின் விகிதம் 30%-இலிருந்து 65%-ஆக அதிகரித்தது, மூலப்பொருட்களின் செலவு 25% குறைந்தது, மற்றும் அலகு ஆற்றல் நுகர்வு 40% குறைந்தது. அதே நேரத்தில், கழிவுப் பொருட்கள் 100% மறுசுழற்சி செய்யப்பட்டன.

II. விண்வெளிப் பயன்பாடுகள்: ஆழ்விண்வெளி ஆய்வு முதல் நிலவுத் தளங்கள் வரையிலான அனைத்துச் சூழல்களையும் உள்ளடக்கியது

அதன் 'உயர் வெப்பநிலை எதிர்ப்பு, கதிர்வீச்சு எதிர்ப்பு மற்றும் வலுவான வடிவமைப்பு நெகிழ்வுத்தன்மை' போன்ற பண்புகளின் காரணமாக, பசால்ட் இழை விண்வெளித் துறையில் பன்முக முன்னேற்றங்களை அடைந்துள்ளது:

1. விண்கல வெப்பப் பாதுகாப்பு அமைப்பு
வளிமண்டல மீள்நுழைவுப் பாதுகாப்பு: பசால்ட் இழை ரிட்டர்ன் கேப்சூலின் வெப்பக் கவசத்தில் வலுவூட்டப்பட்ட செராமிக் மேட்ரிக்ஸ் கலவைகள் (C/SiC) பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இவை 1600℃ வரையிலான உயர் வெப்பநிலையைத் தாங்கக்கூடியவை. மேலும், பாரம்பரிய கார்பன்-கார்பன் பொருட்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​இவை எடையை 20% மற்றும் வெப்பக் கடத்துத்திறனை 30% குறைக்கின்றன. ஒரு குறிப்பிட்ட வகை ரிட்டர்ன் கேப்சூலில் இந்தப் பொருளைப் பயன்படுத்திய பிறகு, கேப்சூலுக்குள் ஏற்படும் வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கம் ±5℃ வரம்பிற்குள் கட்டுப்படுத்தப்பட்டது.
தீவிர சூழல் காப்பு: சாங்'இ 6 தரையிறங்கிக் கலத்தின் வெப்பக் காப்பு அடுக்கானது பசால்ட் ஃபைபர் ஃபெல்ட்டைப் பயன்படுத்துகிறது. இது, சந்திரனின் மேற்பரப்பில் படும் நேரடி சூரிய ஒளிக்கும் (127℃) நிழலான பக்கத்திற்கும் (-183℃) இடையேயான வெப்பநிலை வேறுபாட்டின் பரவலைத் திறம்படத் தடுத்து, கலத்தினுள் உள்ள உபகரணங்களின் வெப்பநிலை நிலைத்தன்மையை 40% மேம்படுத்துகிறது.

2. விண்கலக் கட்டமைப்புகள் மற்றும் கூறுகள்
இலகு எடை கட்டமைப்பு கூறுகள்: செயற்கைக்கோள் தாங்கிகள் மற்றும் சூரிய மின்தகடு சட்டங்களில் பசால்ட் ஃபைபர்/எப்பாக்சி ரெசின் கலவைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. வெறும் 1.8 g/cm³ அடர்த்தியுடன், இவை அலுமினியக் கலவைகளுடன் ஒப்பிடும்போது எடையை 40% குறைப்பதோடு, அவற்றின் சோர்வு ஆயுளை இரண்டு மடங்குக்கு மேல் நீட்டிக்கின்றன. உதாரணமாக, இந்தப் பொருளைப் பயன்படுத்திய ஒரு குறிப்பிட்ட தகவல் தொடர்பு செயற்கைக்கோள், அதன் மொத்த எடையை 120 கிலோ குறைத்து, ஏவுதல் செலவுகளை 15% குறைத்தது.
உயர்-வெப்பநிலை எதிர்ப்பு கூறுகள்: டர்போஃபேன் இயந்திரத்தின் டர்பைன் பிளேடுகளில் பசால்ட் நார் வலுவூட்டப்பட்ட நிக்கல் அடிப்படையிலான கலப்புலோகங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இவை இயக்க வெப்பநிலையை 150°C வரை அதிகரித்து, எரிபொருள் செயல்திறனை 3% மேம்படுத்தி, பிளேடின் ஆயுளை 20% வரை நீட்டிக்கின்றன. ஒரு ரஷ்ய ஆய்வுக் குழு பசால்ட் பிளாஸ்டிக் குழாய்களை உருவாக்கியுள்ளது. இவை, அதே சுவர் தடிமனில் உள்ள அலுமினியக் கலப்புலோகங்களை விட இரண்டு மடங்கு குறைவான அச்சு இடப்பெயர்ச்சியைக் காட்டுவதால், ராக்கெட் எரிபொருள் விநியோக அமைப்புகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகின்றன.

3. ஆழ்விண்வெளி ஆய்வு மற்றும் நிலவுத் தளக் கட்டுமானம்
சந்திர மேற்பரப்பில் உள்ளக உற்பத்தி: சீன ஆய்வுக் குழுக்கள், பசால்ட் இழைகளை உற்பத்தி செய்வதற்காக சந்திர மண்ணின் அமைப்பை உருவகப்படுத்தி, தானியங்கி இழை உற்பத்தி உபகரணங்களையும் உருவாக்கியுள்ளன. இது, உள்ளூர் வளங்களைப் பயன்படுத்தி சந்திர மேற்பரப்பிலேயே தகடுகள் மற்றும் குழாய்கள் போன்ற கட்டுமானப் பொருட்களை உற்பத்தி செய்ய வழிவகுக்கிறது. மேலும், பூமியிலிருந்து பொருட்களைக் கொண்டு வருவதோடு ஒப்பிடும்போது, ​​இது போக்குவரத்துச் செலவுகளை 90% குறைக்கிறது. சாங்'இ 6 விண்கலத்தில் உள்ள சீனக் கொடியில் பயன்படுத்தப்படும் பசால்ட் இழையானது, சந்திர மண்ணின் அமைப்புடன் 85% ஒற்றுமையைக் கொண்டுள்ளது. இது, எதிர்கால சந்திர கட்டுமானப் பணிகளுக்கான மூலப்பொருள் சரிபார்ப்பை வழங்குகிறது.
விண்வெளி உடைகள் மற்றும் உயிர் ஆதரவு: பசால்ட் நார் பின்னப்பட்ட ஸ்லீவ்கள் விண்வெளி உடைகளின் வெப்பப் பாதுகாப்பு அடுக்கில் பயன்படுத்தப்படும் இவை, -196°C திரவ ஆக்சிஜன் சூழல்களையும் உருகிய உலோகத் தெறிப்புகளையும் தாங்கக்கூடியவை. கலப்பு அலுமினியத் தகடு அடுக்குடன் மேம்படுத்தப்பட்ட இவை, 99% அண்டக் கதிர்களைத் தடுத்து, கதிர்வீச்சுக் கவசத்தை வழங்குகின்றன. இந்தப் பொருளைப் பயன்படுத்திய ஒரு குறிப்பிட்ட சோதனை விண்வெளி உடை, அதன் மொத்த எடையை 18 கிலோ குறைத்து, இயக்கத்திறனை 25% மேம்படுத்தியது.

III. "கல்லைத் தங்கமாக்குதல்" முதல் "நட்சத்திரங்களும் கடலும்" வரை, பசால்ட் புதிய பொருட்கள் விண்வெளிப் புரட்சிக்கு வழிவகுக்கின்றன.

ஆயிரம் டன் அளவிலான, மைக்ரான் அளவுள்ள, மிக நுண்ணிய பசால்ட் இழைகளின் பெருமளவு உற்பத்தித் தொழில்நுட்பத்தில் சீனாவின் திருப்புமுனையானது, உலகளாவிய உயர் செயல்திறன் இழைத் துறையில் என் நாட்டை 'பின்பற்றும்' நிலையிலிருந்து 'முன்னணி' நிலைக்கு உயர்த்துவதோடு மட்டுமல்லாமல், ஆழ்விண்வெளி ஆய்வு, நிலவுத் தளக் கட்டுமானம் மற்றும் அடுத்த தலைமுறை விண்கலங்களின் பாதுகாப்பு ஆகியவற்றிற்கு இன்றியமையாத அடிப்படை ஆதரவையும் வழங்குகிறது. பூமியின் ஆழத்திலிருந்து தோன்றி, மிக அதிக வெப்பநிலையில் வார்க்கப்பட்ட இந்த 'பச்சைக்கல்', எஃகை விட வலிமையானது, அலுமினியத்தை விட இலேசானது, மற்றும் தீவிர வெப்பநிலை மாறுபாடுகளைத் தாங்கக்கூடியது போன்ற அதன் விதிவிலக்கான பண்புகளால், விண்வெளி உற்பத்தித் துறையின் செலவு மற்றும் செயல்திறன் தர்க்கத்தை மாற்றி எழுதுகிறது.