Lézer (minden)hol: 5 TRUMPF alkalmazás az űrhajózáshoz

Azt, hogy a lézerek pontosan és ultra megbízhatóan tudnak tömítőhegeszteni, először a szívritmusszabályozóknál tudták bebizonyítani, utána pedig az elektromos autók akkumulátorainál. Most az űrhajózás is hasznot húz a egybegyűjtött folyamat-szakértelemből, és rozsdamentes acélt, alumíniumot, titánt és olyan szuperötvözeteket hegeszt, mint az Inconel. A legfőbb okok az eljárás nagy, néha percenként több méteres sebessége, és az érzékelőkkel optimalizált energiabevitelnek köszönhető tiszta varratok. A lézeres tömítőhegesztés ott válik standarddá, ahol rendkívül fontos: a rakéták tartályainál. Ha a technikusok felfedezik, hogy ezekből akár a legcsekélyebb mennyiségű üzemanyag szivárog ki, a csapatnak le kell fújnia a rakétaindítást. Amennyiben a szivárgást senki sem fedezi fel, katasztrófa következik be a hajtóművek indításakor. Ezért az űrhajózási vállalatok inkább biztosra mennek a lézerrel.

Az ultrarövid impulzusú lézerek olyan finoman adagolják az energiát a hegesztésnél, hogy a nem egyforma anyagokat is törésbiztosan és gáztömören illesztik össze. Például üveg és fém. Ezek a kombinációk rendkívül érdekesek a szatellitek optikai komponensei számára, és lehet, hogy az űrállomások ablakai esetén is. E lézerkötés mellett szóló csúcsérv, hogy közvetlen. Ez azt jelenti, hogy nincs szükség körülményes csavarkötésekre vagy hőmérsékletre érzékeny ragasztóanyagokra - mindkettő plusz súlyt is jelentene. A NASA már ellenőrzött egy ultrarövid impulzussal hegesztett egy üvegből és Invarból, egy speciális ötvözetből álló kötést, és tervezi használni. Sok esetben a közvetlen kötések üveg és egy másik anyag között, vagy az üveg-üveg kötések az egyetlen lehetőség az üveg használatára a világegyetemben. A rövid impulzusú lézerekkel létrehozott szénszál erősítésű termoplasztikus anyagok és más műanyagok közvetlen kötései fémmel egyre gyakrabban veszik helyét a klasszikus csavarkötésnek.

Minden kiló, ami nincs ott, olcsóbbá teszi a repülést a világegyetembe. Rakétákhoz, mivel nagyobb hasznos terhet visznek fel, ha könnyebbek. És magának a hasznos tehernek is olcsóbb a jegye, ha kevesebbet nyom a mérlegen. Ez volt az alapgondolat, ami arra késztette a vállalatokat, hogy szerkezeti alkatrészeket nyomtassanak, mint amilyenek a kameratartók: A lehető legkevesebb anyagot használni, és csak a tiszta funkcionalitás mentén felépíteni. Közben az is világossá vált, hogy a formatervezési revolúció nemcsak könnyebbé, hanem stabilabbá is tette az alkatrészeket, mivel jobb konstrukciók lehetségesek. És végül: A 3D-nyomtatással való gyártás - főleg az olyan hőálló szuperötvözetek esetén, mint az Inconel - a végén sokkal előnyösebb, mint a klasszikus mechanikus eljárás, például az esztergálás. Az űrhajózásban valójában szinte minden út a 3D-nyomtatókhoz vezet.

Az adatátvitel a világűrben nemsokára lézerjelek segítségével fog megvalósulni. Az alacsonyan repülő LEO szatellitek megközelítőleg 7.800 kilométer per szekundum (!) sebességgel keringenek a Föld körül. A stabil adatkapcsolathoz tehát nem elég a kapcsolat egy LEO szatellittel, mert az nemsokára már egy másik kontinens fölött van. Minden a hálózaton múlik. A LEO szatellitek a jövőben lézer segítségével kommunikálnak: egy lézer információs sugár repül majd többezer kilométeren keresztül. A keringési pálya-Föld közötti kommunikáció is nemsokára átáll a lézerre, mivel a lézerek akár százszor nagyobb adatátviteli sebességgel rendelkeznek, mint a rádióhullámok. Jó hírek, mivel az adatcsere iránti kereslet rohamosan növekszik a Streaming, AI Cloud Computing, Internet of Things és sok más adat alapú szolgáltatás miatt. Hasznos is: Egy lézertámogatott adatátvitel fizikai okokból lehallgatásbiztos - a kémkedési kísérleteket azonnal felfedeznék. A szatellit-szatellit és szatellit-Föld lézerátvitel már ma működik a csúcstechnológiás katonai szatellitek esetén. A szakértők úgy vélik, hogy a technológia tíz éven belül a kereskedelmi hálózatokban is elterjed.

A rakéta hajtóművek és a thrusterek - kicsi meghajtási rendszerek, amelyek szondákat vagy szatelliteket igazítanak be, fékeznek le vagy gyorsítanak fel - intelligens hűtőcsatornákat igényelnek az üzemanyag számára, amivel működnek. A mini-thrusterek esetén már csak a csekély falvastagság miatt sem lehet szó semmi másról, mint az additív gyártásról, és a nagyobbak esetén sincs semmi előnyösebb. A lézeres felrakóhegesztéssel nagyobb struktúrák is sikerülnek belső csatornákkal, mint a hajtóművek fúvókái. Plusz tipp: Az eljárás bimetál-képes, és a kívánt fémeket funkció szerint építi fel. A fúvóka esetén belül esetleg réz az optimális hőáramlás érdekében, és kívül egy erős Inconel réteg a stabilitáshoz.