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美国国家航空航天局挑战:超轻星翳结构设计

NASA正试图挑战GrabCAD社区设计一个ultralights雷竞技网站入口tarshade结构支持拟议的美国国家航空航天局先进创新的概念(NIAC)研究称为类地行星的混合天文台(HOEE)。HOEE研究团队寻求ultralightweight结构概念,可以帮助确定一个星翳其他恒星周围的行星上有生命。

从行星轨道类太阳恒星观察反射光是天文学家和为NASA的首要任务。(170000公里)的轨道星翳蒙上了阴影的中央恒星并不会阻止来自行星的反射光。所以它可以用于最大的地面望远镜,星翳需要直径100米。这个大结构必须严格包装,以便它可以容纳大型火箭的整流罩(例如,重型猎鹰或飞船)。它还必须尽可能低的质量以便化学推进器保持一致在观察和太阳能电力推进系统可以改变它的轨道观察许多目标。NASA寻求突破机械/结构概念可部署的,低质量,高稳定性,高刚度星翳结构。

技术背景
目标恒星的星翳可以投下深深的阴影管理衍射如果他们是正确的。最优形状有一个黑暗的中部地区锥形花瓣包围着。最初被认为只有在外层空间望远镜/星翳组合才能达到足够的性能。但随着30 m级望远镜(格林尼治时间,TMT,和英语教学)地球上正在建设和高性能单共轭自适应光学(SCAO)在可见光波段,它将这些从地面观测是可行的。这些大型望远镜使混合天文台的概念,与在太空轨道上运行一个星翳和地面望远镜。星翳必须操纵精确的线从目标恒星望远镜,匹配位置和速度,和这条线必须加快在地球(和天文台)旋转,。如果能够建立这样一个系统,它将图像一个太阳能系统的距离在1分钟5秒差距并获得行星光谱与氧气和水1小时。光谱像地球将提供一个强有力的迹象表明生命存在在地球上被观察到。这种混合天文台可以观察速度1000 x大于6米太空望远镜,以及产生6 x更好的角分辨率的图像。轨道的选择是一个解决问题:至少高椭圆轨道的远地点170000公里,所以星翳可以匹配天文台由于地球自转的速度。

完整的星翳宇宙飞船的系统典型的飞船需要。具有成本效益的星翳系统的一个关键挑战是由火箭方程支配两件事:星翳飞船多久可以匹配的加速度天文台和多少次它的轨道可以调整,使不同的目标恒星的观测。第一个是用化学管理推进。其次是管理高Isp(特定的脉冲)太阳能电力推进。在这两种情况下科学的产量大约是可实现的速度成比例变化。结果是一个低星翳结构质量对一个具有成本效益的使命至关重要。美国宇航局希望GrabCAD社区可以帮助雷竞技网站入口开发创新的结构概念来降低结构的整体质量星翳。

星翳在喷气推进实验室设计开发太空望远镜罗曼太空望远镜和提出HabEx使命。细节上的设计可以找到网站上市后来描述的挑战。

美国国家航空航天局”></p> <p>毫无疑问,直径50米星翳所需太空望远镜可以制造并发射一个6米类太空望远镜。然而,推断当前50米直径星翳设计为使用100米范围内地面30米望远镜显示质量和体积过高甚至操纵猎鹰重型火箭如果足够的推进剂是补充道。因此,我们寻找替代的概念。这些概念包括激进的光加权的喷气推进实验室的概念;一个可部署的雨伞花瓣;rigidizable充气结构;和一个超轻桁架,也许机器人或者宇航员在太空组装。我们受埃菲尔铁塔,这是一个三阶层次结构,桁架元素本身就是桁架,等等。在太空组装已经完成了大量的工作,确实有一个新的国家战略可能导致实现。</p> <p>这一挑战的目标是开发一种创新的低质量星翳结构能满足质量、形状、强度和刚度要求。解决者可以考虑其中一个类别或混合设计。<br>1。超轻型版本目前的喷气推进实验室HabEx概念<br>2。伞的花瓣<br>3所示。Rigidizable膨胀结构<br>4所示。Truss-based结构</p> <p>除了是非常轻量级的,理想的星翳设计应该self-deployable(尽管我们感兴趣的是其他的选择),并允许紧凑包装。美国宇航局正在寻找创新的打包和部署方法后系统可以可靠地部署星翳放置在地球轨道。我们寻求思想来补充我们的研究目前进展,因此面临的挑战。我们的最高优先级较低的质量。</p> <p>下面是例子HabEx最终报告的设计</p> <p><img src=https://www.jpl.nasa.gov/habex/pdf/habex -最终报告-公众-释放-链接- 0924. - pdf
 NIAC summary:
https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/2022/Hybrid_Observatory_for_Earth_like_Exoplanets/
 Starshade 教程 – Doug Lisman:
https://www.jpl.nasa.gov/habex/documents/Aug2016/Lisman-Starshade.pdf
 Starshade 教程 – Steve Warwick:
https://www.jpl.nasa.gov/habex/documents/Aug2016/Warwick-NG-design-briefing-to-HabExSTDT.pptx
 In-space 组装 strategy:https://www.whitehouse.gov/wp content/uploads/2022/04/04 - 2022 isam final.pdf——国家——战略
 Falcon Users Guide:https://www.spacex.com/media/falcon -用户指南- 2021 - 09. - pdf
 ExEP 网站https://exoplanets.nasa.gov/exep/starshade文档
https://exoplanets.nasa.gov/exep/technology/starshade/
 Exoplanet Strategy 报告https://www.nap.edu/read/25187
 SPIE JATIS 特殊 issue:https://www.spiedigitallibrary.org/journals/Journal-of-Astronomical-Telescopes-Instruments-and-Systems/volume-7/issue-02/021201/Special-Section-on-Starshades-Overview-and-Dialogue/10.1117/1.JATIS.7.2.021201.full?SSO=1
 ORCAS 适应性 optics: 报告
https://asd.gsfc.nasa.gov/orcas/docs/ORCAS_AS3_Study_HQ_Report_Origin_Public_Version.pdf
 Many 超 材料 materials. 书籍 和 论文 发表例如
本文通过罗德里克湖泊,在U有关:
http://silver.neep.wisc.edu/ ~湖泊/ home,他的著作《复合材料和超材料,7月(2020)”。
https://ui.adsabs.harvard.edu/天体物理学是一个接口相关的文章,包括学报期刊。

资格
为了有资格获得奖励,解决方案必须来自美国或指定的国家(参见指定国家的定义https://www.acquisition.gov/far/part-25 FAR_25_003),或者已经大大改变了在美国或指定国家之前交付根据25.403 (c)。

知识产权
政府正在寻求一个完整的目的使用许可的进一步发展设计一个星翳支持HOEE任务的概念。希望获胜的概念在HOEE研究报告可以包含NIAC研讨会,2022年9月20 - 22日举行,。研讨会将转播画面在这里

需求

  • 判断因素

    1。低质量高的结构刚度按要求
    2。满足物理限制反射太阳光
    3所示。从打包部署状态的可行性
    4所示。包装在一个运载火箭的可行性
    5。生产和制造的可行性
    6。质量和忠诚的3 d模型
    7所示。结构分析的有效性和可靠性

  • 要求提交所需

    1。模型文件格式IGES步必得拯救。
    2。效果图:两个不同的视角和包装/ Pre-deployed视图(jpg和png格式)
    3所示。任何补充描述和结构分析应以PDF格式的文档
    4所示。如果压缩,文件压缩应当兼容Windows 10和不需要任何特殊的软件解压缩。

规则

  • 进入竞争:


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  • 授予获奖者

    奖项是总总额之和的奖励。授予参与者只负责支付所有的税收,关税,和其他类似措施如果实施奖励按照他/她的住宅的国家立法,住所,国籍,工作场所,或任何其他类似性质的标准。每人只有一个奖项。奖品不得转让或交换。所有获奖者将由GrabCAD人员联系得到他们的联系信息和其他信息需要得到奖雷竞技网站入口品。支付现金奖励是通过支票寄给获胜者。所有团队奖项将被转移到成员进入挑战。Stratasys公司将提供代金券的形式直接制造促销代码。

    我们将发布公告前的决赛赢家给社区的一个在评论中分享他们最喜欢的机会,讨论问题,并允许陪审团的任何测试或分析的时间。陪审团将挑选优胜者时考虑的反馈。

    赢得设计将选择基于规则和需求计划。

  • 为了有资格获得奖品的解决方案必须来自美国或指定的国家(参见指定国家的定义https://www.acquisition.gov/far/part-25 FAR_25_003),或者已经大大改变了在美国或指定国家之前交付根据25.403 (c)。

  • 时间表

    2022年8月22日,这一挑战结束(23:59 EST)决赛将于8月29日,2022年和赢家将于9月5日宣布,2022年

奖

总奖金7000美元

总奖金7000美元

首先

3000美元

第二位

2000美元

第三位

1000美元

第四位

750美元

第五名

250美元

关于美国国家航空航天局先进创新的概念

这个比赛支持美国国家航空航天局先进创新的概念(NIAC)研究为类地行星混合天文台(HOEE)。这项研究是由
美国宇航局的奖品,挑战,众包项目和选择通过众包的竞争者的竞争挑战的想法。这项研究将帮助美国宇航局的可行性混合天文台为类地行星任务概念和将被认为是随着HOEE团队概念的研究。

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