제조 및 재활용 반응 휠의 환경 영향

Reaction Wheels의 환경 영향에 대한 소개

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원료 추출 및 공급 체인

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반응 휠 재료의 공급 체인은 세계, 몇 국가에서 집중되는 희토류 가공과. 이 농도는 단지 지형 취약점을 생성하지만 환경 규정은 일부 지역에서 더 적은 끈적일 수 있음을 의미합니다. 항공 우주 부품의 회사 소싱 재료는 점점 책임 광산 관행을 확인 할 것으로 예상되지만 투명성은 도전에 남아 있습니다.

제조공정 및 그 결과

에너지 집중 생산

이 단계는 금속 부품의 제조 및 단조, 정밀 가공, 소결 또는 접합을 통해 자석 생산, 및 클린 룸 어셈블리를 통해 금속 부품의 주조 및 단조를 포함한다. 이러한 단계의 각은 여전히 화석 연료에서 생성되는 전기를 소비한다. 단일 고 정확도 반응 휠은 복잡성에 따라 몇 개월의 가정용 전기 사용으로 많은 에너지를 필요로 할 수 있습니다. 전형적인 중간 크기의 반응 휠 제조의 탄소 발자국은 100kg의 이산화탄소와 동등한 휠에 비해 매우 높은 비용으로 추정된다.

화학 사용 및 폐기물

또한 제조는 청소, 윤활 및 표면 처리를위한 화학 물질을 포함한다. 정밀 청소에서 사용되는 용매 및 탈지제는 제대로 포함되지 않는 경우 휘발성 유기 화합물 (VOCs)를 방출 할 수 있습니다. 베어링 및 이동 부품의 윤활유는 환경에 지속되는 물질을 포함 할 수있다. 또한, 금속 면도기 및 가공 중에 생성 된 swarf는 산업 폐기물로 처리해야합니다. 이 금속 스크랩의 많은 동안 항공 우주 응용 프로그램에 사용되는 특수 합금은 종종 재순환 처리가 필요합니다.

클린 룸 및 테스트 오버 헤드

반응 바퀴는 오염을 방지하기 위해 청정실에서 조립됩니다. 중요한 환경 과장 추가. ISO 5를 유지하거나 더 나은 청정실은 높 효율성 미립자 공기 (HEPA) 여과, 일정한 긍정적인 압력 및 온도 조종, 에너지 소비를 증가하는 모든 것을 요구합니다. 더욱, 각 반응 바퀴는 진공과 열 순환 조건, 동시에 광대한 테스트를 겪습니다. 이 시험 캠페인은 주 동안 달릴 수 있고, 전력의 다량을 소모하고 열을 생성하는 열을 생성하는 열을 감소시킵니다.

방출 및 생태 발자국

반응 휠 제조의 누적 온실 가스 배출량은 위성 별자리의 성장 수를 가로 질러 줄 때 유리하지 않습니다. 작은 위성 사업자의 경우, 휠 당 환경 비용은 절대로 낮을 수 있지만 메가 별자리에 생산 된 단위의 유대량은 전반적인 영향을줍니다. 전형적인 별자리 위성의 수명주기 평가 (LCA)는 종종 반응 바퀴 유형과 생산 효율성에 따라 총 제조 배출의 5-10 % 사이에서 반응 휠이 기여한다는 것을 밝혀줍니다.

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삶의 끝: 도전과 기회

반응 바퀴에는 임무 필요조건에 따라서 한정된 가동 생활, 전형적으로 경간 5-15 년이 있습니다. 그들의 서비스의 끝에, 그들은 공간 파편으로 남아 있을지도 모르다, 대기권에서 탈락되고 점화될지도 모르다, 또는 희소한 경우에 분석 또는 재사용을 위한 지구로 돌려보내질지도 모릅니다. 반면에 궤도 재생은 가늠자에 그러나 태할 수 없습니다, 그래서 지구에 생활 관리는 지상 시험 단위, 예비 품목 및 가끔 반환된 비행 기계설비를 위해 주로 관련있습니다.

Disassembly를 위한 디자인

반응 바퀴를 재생하는 가장 큰 장벽의 한개는 그들의 복잡한 건축입니다. 현대 바퀴는 수시로 모터, 방위 및 밀봉한 주거에 의하여 용접된 도망된 폐쇄로 회전익을 통합합니다. 귀중한 성분이 전문화한 공구 및 절차를 손상 없이 그(것)들을 분해하십시오. 윤활유와 열 풀에서 오염은 물자 회복을 더 충당합니다. 반응 바퀴는 알루미늄 합금, 구리 철사, 강철 방위 및 희토류 자석의 다수 유형이 포함될지도 모릅니다, 각 requiring 다른 재생 시내를 포함합니다.

희귀한 지구 자석 재활용

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지속 가능한 제조의 혁신

에너지 효율적 프로세스

기계 공구 효율성, 저온 기계로 가공 및 건조한 기계로 가공은 에너지 소비를 감소시키고 냉각한 낭비를 삭제합니다. 몇몇 제조자는 지금 청정실 기능을 위한 태양 또는 풍력을 이용합니다. 앉히는 자원 이용 (ISRU) 개념에서 미래 lunar 또는 Martian 반응 바퀴 생산은 국부적으로 물자와 재생 가능 에너지에, 이 상업적인 실시에서 멀리 남아 있는 그러나, 의존합니다.

원형 경제 Approaches

여러 수명주기에 대한 반응 휠을 설계하는 개념은 견인을 얻는 것입니다. 완전한 분해없이 베어링 또는 모터 교체를 허용하는 모듈 형 아키텍처는 작동 수명을 연장하고 재사용을 용이하게 할 수 있습니다. 회사는 또한 반응 휠이 수명의 끝에서 굴절을위한 제조업체로 돌아와 항공기 엔진 유지 보수에서 관행을하는 데 도움이됩니다.

규제 및 산업 이니셔티브

우주국 및 국제기구는 환경 기준을 조달 규정에 통합하기 위해 시작되었습니다. 예를 들어, 환경 설계를 촉진하고 기술 선택의 요인으로 환경 영향을 포함시킵니다. 마찬가지로, 외부 우주국 (UNOOSA)의 유엔 사무소는 제조 및 처리 고려 지속 가능성 지침을 포함했습니다. 호주의 우주 산업 협회와 같은 산업 그룹은 위성 제조에서 폐기물을 줄이기위한 모범 사례를 발표했습니다.

항공 우주의 수명주기 평가에 대한 ISO 표준 (예 : ISO 14040 / 14044)는 반응 휠 생산에 점점 적용됩니다. 책임 광물 보험 공정 (RMAP)과 같은 타사 인증은 원료가 윤리적 및 최소한의 환경 해로 공급된다는 것을 보증합니다. 그러나 채택은 많은 위성 빌더에 대한 배운을 유지하고, 집행은 관할 구역 전체에 의도적입니다.

미래 전망

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장기, 전기 추진 또는 제어 순간 자이로스코프는 일부 응용 프로그램에 대한 반응 휠을 부분적으로 교체 할 수 있지만 반응 휠은 미세 포인트 작업을 위해 필수적입니다. 따라서 환경 프로파일을 개선하는 것은 옵션보다 우선입니다. 바이오 기반 윤활유, 방수 세척 방법 및 폐쇄형 희토류 드물게 생태적 부담을 낮추는 데 투자하십시오.