用3D打印拉近空间距离

为了满足“新闻空间”革命的承诺，开放对每个人可以访问的商业空间探索的门，需要低成本的空间技术。为了降低航天器推进的成本，来自México的TecnológicodeMontery的Dulce Melo-mámámámámásquez-garcía从Massachusetts技术报告中的第一个瘾地制造的（3D印刷）电喷雾推进器用于纳米替肽。这些推进器不仅便宜且更快地制造，而且它们也非常有效地使用推进剂燃料。这一重要发展是对纳米卫星推进技术的民主化的重要贡献。

如果你看过太空主题的纪录片或科幻片，你就会熟悉宇宙飞船喷出火焰般的彗尾，使其移动。因为太空中没有空气，宇宙飞船也就没有推力来引起运动。因此，在空间中从A点移动到B点并不简单。如果航天器在太空中是静止的，没有外力作用，它就不能移动，而绕轨道运行的航天器只会沿着轨道漂浮，并被任何挡路的东西反弹回来。对一些卫星来说，自由轨道运行就足以实现它们的目的，但其他航天器需要在空间的特定地点来回移动，需要推进器——航天器中产生那些燃烧的尾巴的部件——来指导它们的运动。

使用这些推进器的空间通过空间的操纵是基于牛顿的第三种法，通常被称为动作反应法。更具体地，牛顿的第三律规定，在给定方向上施加的每个力在相反方向上产生相等的力。在航天器推进的背景下，推动器通过推进器产生发光羽流产生的力导致相等的力，使航天器沿相反方向推动。背部推进器的单个爆发将向前推进航天器，并且运动将继续，直到使用另一个推进器用于停止或改变方向，或直到障碍妨碍航天器。这些基本规则适用于任何需要定向在空间中的设备，将其与船员或小型卫星送入空间的较大的宇宙飞船以满足特定目的。

小型电喷雾推进器的制造是非常昂贵和费时的，这妨碍了它们的使用和进一步发展小型、低成本的空间技术。

将纳米替肽推进到“neebpace”中
太空曾经是一个梦想，一些国家首先达到的国家，而且只有少数国家只有很长一段时间。然而，由于第一个人类进入伟大的未知，许多其他国家，机构甚至行业都获得了空间。“新闻空间”的概念已经出现了引用新的空间可访问性，特别是它与商业空间行业的增长有关。探索空间的兴趣远远超过访问它的愿望：例如，空间为地球上的应用程序提供了许多机会，例如与事物互联网，资产跟踪和地球观察和监测相关。

为了让每个人都能接触到太空及其潜在应用，并实现“新空间”革命，必须大幅降低太空旅行和相关技术的成本。特别是，有一些以目标为重点的空间任务可以受益于较便宜、小型的卫星，这些卫星可以很容易地在太空中发射和操纵。为此目的，目前有可能制造重量仅为1-10公斤的纳米卫星。这些小型航天器通常被称为“立方体卫星”，由一个或多个标准单位组成——一个立方体形状的结构，每边10厘米，重约1千克。这些微型卫星需要按比例缩小的推进引擎，使它们能够以相对较低的成本在太空中控制移动。

一种有吸引力的推进和操纵纳米替肽的技术基于来自液体推进剂的带电粒子的电力学喷射。这些火箭称为电喷雾推进器，可以以相对容易缩小的方式设计。重要的是，这些电流动力推动器发出的颗粒可以是正面或带负电的，允许航天器通过交替推进器发出的种类来保持中性保持充电。电喷雾推进器可以有效地推进纳米替肽，消耗比竞争技术的更少的推进剂，因此更具成本效益。尽管如此，小型电喷雾推进器的制造非常昂贵且耗时，妨碍了它们的使用和小规模，低成本空间技术的进一步发展。

3D打印推力空间技术
The NewSat program, a collaboration between Dr Luis Fernando Velásquez-García, Professor Wojciech Matusik, and Professor Maria Yang of the Massachusetts Institute of Technology, and a consortium of Portuguese institutions led by Gustavo Dias and Nelson Ferreira from the company Stratosphere S.A., is exploring additive manufacturing methods – 3D printing, in other words – to demonstrate low-cost, high-performance hardware for nanosatellites. Working under this program, Melo-Máximo and Velásquez-García report on the proof-of-concept demonstration of low-cost, additively manufactured electrospray sources to be employed as nanosatellite thrusters. Briefly, their thrusters are square devices with 25.4 millimetres on each side and 10mm high, made of either polymer or metal, weighing under 21 grams, that contain an array of sharp conic needles. A dense forest of thin nanowires, of 45–345 nm diameter, is grown onto the squares creating a nanostructured porous material that transports liquid between the propellant reservoir and the needle tips where, if a suitable bias voltage is applied (using as counter-electrode a metal plate with an array of apertures that faces the array of needles), emission of charged particles takes place, producing thrust.

推进剂的选择是影响推力器性能的一个重要因素。离子液体(在标准环境条件下是液体的盐)是电喷雾推进剂的热门选择。在这项工作中，Melo-Máximo和Velásquez-García选择了离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMI-BF4)作为推进剂，因为它具有较高的导电性和可以忽略的蒸气压。重要的是，EMI-BF4还能产生近对称的正负羽流，这有助于航天器达到带电中性。

这种发展是太空推进技术的突出进步，因为它允许
显著节省推进剂流体，从而降低成本，而不影响性能。

影响电喷雾推进器性能的另一个因素是它产生的带电粒子的性质的涂抹。在给定的极性下，电流动力学推动器通常发射各种类型的带电粒子，这显着降低了推进器的特定脉冲 - 一种有效的发动机使用推进剂的量度。另一方面，Melo-máximo和Velásquez-garcía报道的3D印刷装置是第一电喷雾推动器，用于观察到离子液体的纯离子排放。这种独特的特性导致给定的偏置电压的特定脉冲，实际上高于当前最先进的技术。这种发展是太空推进技术的出色进步，因为它允许显着的推进剂流体节省，因此降低成本，而不会影响性能。

此外，研究团队使用的3D打印方法在其研究中报告的电流动力学纳米卫星推进器具有优于普通采用的精密减法制造方法的优点，例如激光加工和洁净室微型制备，这非常昂贵且耗时。Melo-máximo和Velásquez-garcía使用的制造方法允许在几天内生产设备，并且每台设备仅产生几十美元（两种情况下的两个级别），而且仍然是多才多艺并获得高性能。由于3D打印允许小型或中型批次的测试单元允许廉价和快速生产，因此速度较快，成本较快有助于缩短设计迭代。此外，MIT的Velásquez-garcía组开发的这些推进器和其他装置是多材料添加剂制造如何实现复杂的硬件，这是与其他制造方法创建的复杂硬件和/或可以实现更好的性能现有技术。Melo-Máximo和Velásquez-garcía与其报告推进者实现的显着成果是对民主化纳米卫星推进技术的重要贡献，并扩大进入“新闻空间”。

由Melo-máximo和Velásquez-garcía开发的工作由Monterrey Tec-Massachusetts技术研究所（MIT）纳米技术计划和新闻工程提供赞助。前面提到的新闻工程，由竞争力和国际化的运营计划（Compete2020），葡萄牙2020年，欧洲区域发展基金（ERDF）以及麻省理工学院葡萄牙（FTC）的葡萄牙基金会程序。