美國航天局為立方體衛星打造首個碳納米管“眼睛”

材料牛注：美國航天局專門為空間科學研究制造一種輕質望遠鏡，這是人類歷史上首個使用碳納米管增強環氧樹脂鏡片的立方體衛星望遠鏡，這種碳納米管增強環氧樹脂鏡片質量輕、穩定性高且易于批量生產，無需經過費時昂貴的拋光過程就可使用。這項科技可以給科學界提供一種精致、可量產且價格低廉的望遠鏡，它可以廣泛應用于立方體衛星中。

由美國航天局專門為空間科學研究制造的一種輕質望遠鏡將會是首個搭載由碳納米管增強環氧樹脂鏡片的立方體衛星望遠鏡（立方體衛星是一種低成本的小型衛星）。

美國航天局的Kostiuk 指出這項科技的目的在于給科學界一種精致、可量產且價格低廉的望遠鏡，使其廣泛應用于立方體衛星。

目前，立方體衛星這種小型衛星在太空探索、科技示范以及科研中的地位逐漸凸顯出來。以這種低成本的小型衛星就可以完成一些如：空間探索、地球觀察及空間科學。他們以這種低成本的方法讓學員通過實際操作熟悉衛星研發的全過程。

Kostiuk的團隊努力研發一種對紫外線、可見光和紅外波段敏感的立方體衛星望遠鏡，其將會搭載商業現成的光譜儀和成像儀，這有望完成更大的空間任務。Kostiuk的團隊正在努力實現其商業化。雖然這種望遠鏡不會取得與大型空間望遠鏡相同的科學結果，但其會促進科學研究，使其應用在立方體衛星上成為可能。

在Goddard內部研究和開發計劃的資助下，這個團隊創建了一個光學實驗室，由三個小型光譜儀組成，將紫外線、可見光和近紅外波段達到最優化。這種小型光譜儀通過光纖連接到直徑為三英寸的碳納米鏡子上。該團隊正在利用光學平臺測試望遠鏡的整體設計。

據說可以利用這種新型鏡子為立方體衛星制造一種低成本的空間望遠鏡。目前大部分的望遠鏡鏡片都是由玻璃或鋁制成，這種特殊的鏡子是由碳納米增強樹脂制成。微米大小、圓柱狀的碳納米管表現出優良的拉伸性能和導電性，以及良好的傳熱性。由于這些獨特的性質，使該材料對納米技術、電子、光學和其他材料科學等領域具有重要的意義，因此被用作各種結構材料的添加劑。

Goddard研究中心的Chen指出，目前沒有別人用碳納米增強樹脂生產出鏡子。只有 Goddard研究中心擁有這項獨特的技術。這項技術太過新穎而不能應用于太空，它必須經過科技發展的層層考驗。

使用碳納米管鏡片的立方體衛星望遠鏡具有眾多優點：由于其質量輕、穩定性高及易于批量生產，碳納米鏡片無需經過費時昂貴的拋光過程就可使用。

生產這種鏡片，技術含量僅在于將環氧樹脂和碳納米管的混合物倒入模具中，然后將模具加熱使環氧樹脂固化。一旦成型就在鏡面上涂抹鋁和二氧化硅等反光材料。

Chen 指出，通過模具生產可以降低成產成本，復雜的望遠鏡零件可以通過模具生產獲取利潤。對于立方體衛星計劃來說，這將會使許多航天器和探測器使用這種鏡片。

原文鏈接：NASA eyes first-ever carbon-nanotube mirrors for CubeSat telescope

感謝編輯部曾慶輝提供素材，學海有涯編譯，點我加入材料人編輯部。