典型的卫星在发射到太空之前要经过仔细的计划、严格的工程设计和广泛的测试。但即使采取了这些措施,有时最微小的、看不见的缺陷——无论是坏的连接器还是坏掉的电路板——都可能导致在轨道上发生灾难性的故障。
在Ae玩必威棋rospace Corporation,计算机断层扫描扫描实验室的专家团队处于使用X射线对同伴深层空间系统及其组件的最前沿,以寻找这些缺陷。
今年,科学家们使用了一台新安装的CT扫描仪,它比实验室之前的扫描仪大六倍,开启了一系列新功能。
航空航天物理科学实验室总经理蒂姆·格雷夫斯博士说:“这台新的CT扫描仪对航空航天最先进的实验室来说是一个巨大的补充,它为确保航天系统的成功提供了关键数据。”“经过近30年的发展,从使用x射线进行科学调查和评估具有挑战性的案例中获得的深刻的科学洞察力和专业知识在业内仍然是无与伦比的。”
这项技术最常用于根本原因故障分析,以确定哪里出了问题,无论是阀门、电池、电缆、天线还是卫星或航天器的任何其他部件。其他潜在的应用范围广泛,从测试前后分析零件,到对零件内部尺寸和间隙进行精确测量。
使用X射线允许科学家们在没有物理上改变部分或系统的情况下,这是一种非破坏性测试中的重要工具,这可以防止对部分的不希望的损失或关于导致失败的关键数据的潜在丢失。EVENTSEVENTS
新的扫描器可以分析大型或笨重的部件,同时提供更高的功率来更清楚地看到最密集的部件。它更大的尺寸补充了航空航天实验室现有的两个用于在纳米和微观尺度上成像物体的扫描仪。
“它提供了看待我们之前不能的事情的机会,”高级科学家尼尔艾夫斯说。“在过去,我们已经转过了我们无法进入我们内阁的东西或者没有落在探测器的领域中。”
利用一个强大的工具
使用CT扫描仪分析空间系统部件的功能,其基本原理与医学CT扫描相同。扫描仪捕捉到一系列的二维x射线图像,然后用软件组合成一个可供科学家观看的三维模型。
唯一的区别是,虽然在医疗设置中,患者保持静止,并且CT扫描仪旋转以捕获每个图像,在空间零件分析中,每个图像旋转对象,而CT扫描仪保持静止。
该技术用于许多领域,从地质到考古学到航空航天制造,其中技术人员使用扫描仪来确保零件的质量。
在航空航天领域,基础技术与该实验室无与伦比的专业技术相结合,这些技术是近30年来利用x射线解决各种形状和大小问题而发展起来的,而且往往在紧迫的期限内完成。
CT扫描实验室得到了航空航天其他物理科学实验室的广泛知识,使他们能够在冶金,材料科学或其他任何挑战所要求的情况下迅速聘用。
“我们的重点是解决问题,而不仅仅是为其他人提供图像来解释。我们在可以解决的问题类型中具有很好的多功能性,“航空航天研究科学家Scott Sitzman说。“这款新仪器扩展了这种能力。现在,我们有仪器几乎解决了任何问题。“
CT扫描可用于研究像微电子芯片这样的单个组件,电路板贴在晶体上,甚至是外壳所有件都驻留在内。
例如,航空航天科学家最近分析了在经过热循环测试的太阳能电池板上的连接器。虽然董事会太大而且笨重分析航空航天以前的扫描仪,但新安装的机器比任务更达了。
开启新功能
该扫描仪宽16英尺,高11.5英尺,深11英尺,安装在航空航天公司位于埃尔塞贡多校区的现有实验室设备上,就像在瓶子里造船一样,技术研究员加里·斯图比安博士说。
在大楼的一侧挖了一个10英尺乘10英尺的洞,叉车可以装载超过12块重达25吨的铅内衬板。然后,这些嵌板被小心地以一种精确的重叠的方式安装,以创造一个防止x光泄漏的密封。EVENTSEVENTS
除了允许较大的物品之外,扫描仪机壳内的增加的空间允许通过将对象靠近或远离X射线源的远离方式允许更大的放大率。
扫描仪提供许多其他进步,包括较高的像素密度检测器,与实验室中的其他仪器相比,具有两倍的空间分辨率。新的双管系统包括高能X射线管,其延伸潜在的扫描电源,使用高达450千伏的现有扫描仪中的最大240千伏,允许科学家们更深入地进入非常密集的材料,如这种可用于制造阀门的那种。
新软件还允许该仪器将第四维空间——时间——纳入其扫描,使科学家能够研究物体的特征如何随运动而变化,或者当发生变化时,无论是热的、电的还是其他方面,它是如何表现的。
随着最新设备的安装,航空航天实验室现在有了3台CT扫描仪,每台都有自己独特的功能,使得科学家可以分析小到100纳米的部件,一直到整个系统和子系统。
“对我们来说,我们总是在提高我们目前必须提供更高质量信息以解决空间问题的技术,”Ives表示。