(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
宇宙船の少なくとも１つの部分を断熱する３次元多重シェル断熱体であって、当該断熱体は、
前記宇宙船の前記少なくとも１つの部分を少なくとも部分的に取り囲むように構成された、複数のネスト化されたシェル層であり、当該複数のシェル層の各々が、該シェル層の両側のレイヤ端部と、前記レイヤ端部同士の間を延在するレイヤ主部とを持つ、複数のシェル層と、
前記複数のシェル層に、それぞれの前記シェル層の少なくとも一方側の前記レイヤ端部にて動作可能に結合される、少なくとも１つのエッジクランプと、
を有し、
各レイヤ主部が、少なくとも１つのレイヤ主表面を持ち、該レイヤ主表面は、隣接するシェル層の対向するレイヤ主表面から離間されるように構成されて、前記シェル層同士の間での熱伝導を最小化し、
前記複数のネスト化されたシェル層の各々のそれぞれのレイヤ主表面が、当該断熱体が低重力且つ／或いは低圧の環境で使用されているときに、離間されるように構成され、
前記少なくとも１つのエッジクランプは、当該断熱体が低重力且つ／或いは低圧の環境で使用されているときに、前記複数のシェル層のそれぞれのレイヤ主表面間の間隔を維持するように構成され、
前記複数のシェル層の前記レイヤ主部の各々が、少なくとも１つの接触具を有し、隣接し合うシェル層のそれぞれの前記接触具が、互いに係合するときにストッパを提供するように構成され、それにより、前記隣接し合うシェル層の間の相対的な横方向変位の量を制限する、
３次元多重シェル断熱体。
【請求項２】
前記複数のネスト化されたシェル層は、当該断熱体が前記宇宙船の前記少なくとも１つの部分を柔軟に包み込み可能であるように、前記シェル層の両側の前記レイヤ端部が互いに対して可動であることを可能にするのに十分な可撓性を有し、それにより、前記宇宙船の前記少なくとも１つの部分を断熱するために当該断熱体が設置されて前記宇宙船の前記少なくとも１つの部分を少なくとも部分的に取り囲むことを可能にするとともに、前記宇宙船の前記少なくとも１つの部分へのアクセスを良くするために当該断熱体が前記宇宙船の前記少なくとも１つの部分から取り外されることを可能にする、請求項１に記載の３次元多重シェル断熱体。
【請求項３】
前記複数のシェル層の前記レイヤ主部の各々が、当該断熱体の可撓性を高めるよう、互いに対して変位可能である、請求項１又は２に記載の３次元多重シェル断熱体。
【請求項４】
前記複数のシェル層のそれぞれの前記レイヤ主部が互いに対して変位可能であることを可能にするよう、各シェル層の前記少なくとも１つの接触具は、隣接するシェル層から独立であり、それにより、当該断熱体の可撓性を高めるとともにシェル層間での熱伝導を最小化する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の３次元多重シェル断熱体。
【請求項５】
各シェル層の前記少なくとも１つの接触具は、該シェル層と一体的に形成され、且つ該シェル層と同じ材料で作製されており、又は
各シェル層の前記少なくとも１つの接触具は、該シェル層に動作可能に結合され、且つ該シェル層とは異なる材料で作製されている、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の３次元多重シェル断熱体。
【請求項６】
１つのシェル層の前記少なくとも１つの接触具が、隣接するシェル層の対向する表面上の前記少なくとも１つの接触具から横方向にオフセットされている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の３次元多重シェル断熱体。
【請求項７】
前記少なくとも１つのエッジクランプは、前記複数のシェル層のうちの少なくとも２つの間の空間と流体的に連通した少なくとも１つの通路を提供するように前記シェル層の前記少なくとも一方側に沿って横方向に離間された少なくとも２つのエッジクランプを含み、前記少なくとも１つの通路は、前記少なくとも２つのシェル層の間からの流体の排出を可能にする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の３次元多重シェル断熱体。
【請求項８】
前記シェル層の一方側又は両側の前記少なくとも１つのエッジクランプは、前記複数のシェル層を共に結合する唯一の機構である、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の３次元多重シェル断熱体。
【請求項９】
前記エッジクランプは、当該断熱体を前記宇宙船の少なくとも１つの部分に取り外し可能に取り付けるための少なくとも１つの締結具を有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の３次元多重シェル断熱体。
【請求項１０】
前記エッジクランプは、その中に統合された接地線を有する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の３次元多重シェル断熱体。
【請求項１１】
前記複数のシェル層の各々が、３次元で前記宇宙船の前記少なくとも１つの部分を少なくとも部分的に取り囲む少なくとも１つの屈曲部を有する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の３次元多重シェル断熱体。
【請求項１２】
前記複数のシェル層の各々がユニタリである、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の３次元多重シェル断熱体。
【請求項１３】
前記複数のシェル層の各々が、０．１３ｍｍ未満の厚さを有する、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の３次元多重シェル断熱体。
【請求項１４】
断熱されるべき前記宇宙船の前記少なくとも１つの部分の形状に当該断熱体が実質的に従うように、前記複数のネスト化されたシェル層の各々が、積層造形法によって形成されている、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の３次元多重シェル断熱体。
【請求項１５】
前記複数のシェル層の各々がポリマー材料で製造されている、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の３次元多重シェル断熱体。
【請求項１６】
前記複数のシェル層の各々が、低放射率コーティングでメタライゼーションされている、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の３次元多重シェル断熱体。
【請求項１７】
宇宙船の少なくとも１つの部分を断熱する、積層造形された３次元多重シェル断熱体であって、当該断熱体は、
前記宇宙船の前記少なくとも１つの部分を少なくとも部分的に取り囲むように構成された、ユニタリ断熱部材として形成された、複数のネスト化されたシェル層、
を有し、
前記複数のシェル層の各々が、該シェル層の両側のレイヤ端部と、前記レイヤ端部同士の間を延在するレイヤ主部とを有し、
前記複数のシェル層の前記レイヤ主部は、少なくとも１つのレイヤ主表面を持ち、該レイヤ主表面は、隣接するシェル層の対向するレイヤ主表面から離間されるように構成されて、前記シェル層同士の間での熱伝導を最小化し、
前記複数のシェル層の中の隣接し合うシェル層の前記レイヤ主部が各々、該シェル層と一体的に形成され且つ該シェル層とユニタリである少なくとも１つの拘束具を有し、
前記隣接し合うシェル層のそれぞれの前記拘束具は、前記隣接し合うシェル層が互いに対して所定量まで変位可能であることを可能にするとともに、前記隣接し合うシェル層間の前記所定量を超える相対的変位を制止するように構成されている、
積層造形された３次元多重シェル断熱体。
【請求項１８】
それぞれの前記シェル層の少なくとも一方側の前記レイヤ端部にて前記複数のシェル層と一体的に形成され且つ前記複数のシェル層とユニタリであるエッジ結合具、
を更に有し、
前記エッジ結合具は、隣接し合うシェル層それぞれの前記レイヤ主表面間の間隔を確立するように構成されている、
請求項１７に記載の積層造形された３次元多重シェル断熱体。
【請求項１９】
前記エッジ結合具は、当該断熱体が積層造形された後に前記シェル層の無電解めっきを可能にするのに十分な量だけ、隣接し合うシェル層の前記レイヤ主表面を離間させるように構成されている、請求項１８に記載の積層造形された３次元多重シェル断熱体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して断熱体に関し、より具体的には、例えば宇宙関連用途において使用されるような、３次元のネスト化されたシェルによって形成される断熱体に関する。
【背景技術】
【０００２】
宇宙船コンポーネントの断熱は、長期間にわたる宇宙船の信頼性ある動作のために、宇宙空間で見られる極限的な条件に対する保護となるとともに熱環境を制御する助けとなる。例えば、宇宙船の外側の温度は、太陽放射への宇宙船の曝露に応じて数百度も変化し得るので、宇宙船の内部又は特定のコンポーネントを熱的にアイソレートして熱サイクルを最小化するために、そのような断熱が使用され得る。積層断熱（multi-layer  insulation；ＭＬＩ）が、宇宙船コンポーネントのための熱バリアを提供するための標準的な手段と考えられ、５０年より長きにわたって宇宙関連用途に使用されてきた。ＭＬＩは典型的に、メタライゼーションされたマイラー（Ｍｙｌａｒ；登録商標）又はカプトン（Ｋａｐｔｏｎ；登録商標）フィルムの複数の平坦層で構成され、各フィルム層の間に、接触を最小化し、ひいては、層間での熱伝導を抑制するために、例えばダクロン（Ｄａｃｒｏｎ；登録商標）又はノメックス（Ｎｏｍｅｘ；登録商標）などの絶縁ポリマー材料の薄い網が配置される。しかしながら、ＭＬＩの性能は、それが形成され、その後、宇宙船に取り付けられる手法に強く依存する。何故なら、ＭＬＩが折り畳みを生じるように重なる領域、又は継ぎ目若しくは貫通を持つ領域が、断熱性能を劇的に低下させてしまい得るからである。ＭＬＩの性能は、個々のフラットパネル同士がどれだけうまく組み合わさって圧縮力のないカバーを形成するかに依存するので、ＭＬＩブランケットパネルは特別注文的に設計されて縫い合わされなければならず、それは、時間がかかって高価なプロセスである。さらに、ＭＬＩの断熱性能は、それが嵌まり合いに依存することと、望ましくない伝導熱経路を導入するものである継ぎ目又は折り畳みの悪影響とに起因して、予測するのが困難である。層の数を増やすことが、この予測不能性を補うための典型的な技術である。
【発明の概要】
【０００３】
本開示は、断熱されるべき宇宙船コンポーネントの形状に従うように構成される３次元多重シェル断熱体を提供し、これは、層の間の継ぎ目又は圧縮折り畳みの数を最小化する助けとなり、それにより、熱リーク及び熱伝導を抑制して、向上された断熱性能をもたらす。
【０００４】
より具体的には、多重シェル断熱体は、互いに対して変位可能な、増大されたサイズの複数のネスト化されたシェル層を有し、それにより、例えば宇宙空間などの低圧且つ／或いは低重力の宇宙関連用途で当該断熱体が使用されるときにシェル層間の生来的な離隔が形成するようにされる。シェル層間の間隔を確立して維持するために、シェル層の各々の少なくとも１つの端部に、少なくとも１つのエッジクランプが動作可能に結合され得る。
【０００５】
ネスト化されたシェル層は、当該断熱体が宇宙船コンポーネントの屈曲部又は角部の周りに設置されることを可能にするとともに取り扱い中の一時的な変形を可能にするのに十分な可撓性を有する且つ／或いは互いに対して十分に変位可能であるとし得る。当該断熱体はまた、宇宙船コンポーネントへのアクセスを良くするために取り外し可能とし得る。
【０００６】
シェル層が互いに対してずれることができるので、断熱性能を維持するために、相対的な動きを制限し且つシェル層間の接触を最小化する助けとなるよう、シェル層間の空間内に１つ以上の拘束具が設けられ得る。
【０００７】
例えば、拘束具は、例えば外部からの横方向の力が加えられたときなどにシェル層間の過大な横方向の動きを制限するストッパとして作用する接触具とし得る。この接触具はまた、外部からの圧縮力が加えられたときなどに、シェル層が各層の相当な部分に沿って密に接触することを防止するストッパとして作用し得る。一部の実施形態において、各シェル層の接触具は、より大きい自由度でのシェル層間の動きを可能にするよう、隣接するシェル層への接続がないようにしてもよく、それにより、シェル層間の生来的な離隔を可能にし、層間での接触を最小化し、そして、３次元多重シェル断熱体の可撓性を高める。
【０００８】
一部の実施形態において、個々のシェル層は、設置及び取り外しに十分な柔軟性を提供するポリマー材料で形成され得る。ポリマー材料はまた、低い熱伝導率を提供し得る。さらに、個々のシェル層は、断熱性能を更に向上させる低い放射率を提供するよう、例えばアルミニウム、金、又は他の金属コーティングなどでメタライゼーションされてもよい。
【０００９】
一部の実施形態において、この断熱体は、締結機構を一体化し得るものである少なくとも１つのエッジクランプを介して、宇宙船コンポーネントに結合され得る。エッジクランプはまた、重量を軽減するとともに接地コンタクトを確保するために、その中に一体化された接地線を有してもよい。エッジクランプはまた、断熱性能を高めるために、低熱伝導率材料で形成され得る。
【００１０】
一部の実施形態において、上記少なくとも１つのエッジクランプは、減圧中にガスが逃げ出ることを可能にするよう、シェル層間の空間と流体的に連通した少なくとも１つの通路すなわち通気口を提供するようにシェル層の少なくとも一方側に沿って横方向に離間された少なくとも２つのエッジクランプを含み得る。
【００１１】
一部の実施形態において、断熱されるべき宇宙船コンポーネントの形状に断熱体が従うことを可能にするよう、３次元のシェル層が積層造形され得る。
【００１２】
宇宙船コンポーネントの形状に従うとともにネスト化されたシェル層間の接触を最小化するカスタマイズされたシェルを有する３次元多重シェル断熱体のこのような構成は、例えば積層断熱（ＭＬＩ）などの既知の断熱体と同等の断熱性能を提供するのに必要とされるシェル層の数を減少させながら、軽減された質量及び改善されたコストをも提供し得る。
【００１３】
このような構成は、相次いでネスト化される各シェル層の正確な個別のサイズ決めを提供して、屈曲又は折り畳みにおける層の圧縮を抑制又は排除し得る。さらに、例えば設置及び／又は取り外しを容易にするために望まれるところにのみ継ぎ目を設けることによってなど、貫通の数を減らすことによって、この特注形状の機構は熱リークを抑制し得る。
【００１４】
エッジクランプを利用して複数のシェル層をまとめて保持しながら、それらを離間させてレイヤ主部の間の生来的な離隔を可能にするこのような構成は、シェル層間の圧縮接触を最小化することができ、それが、既知のＭＬＩと比較して断熱性能を向上させ得る。さらに、エッジクランプを利用して複数のシェル層をまとめて保持することはまた、既知のＭＬＩと比較して、複数の継ぎ目又はエッジを縫い合わせることをなくすことができ、それにより、汚染及び異物片を低減させ得る。
【００１５】
概して、この３次元多重シェル断熱体は、設置可能で取り外し可能であるカスタム設計のフレキシブル宇宙船断熱体内で、複数のネストされたシェルを利用して反射断熱層を離間させ得る。
【００１６】
本開示の一態様によれば、宇宙船の少なくとも１つの部分を断熱する３次元多重シェル断熱体が提供され、当該断熱体は、宇宙船の前記少なくとも１つの部分を少なくとも部分的に取り囲むように構成された、複数のネスト化されたシェル層であり、当該複数のシェル層の各々が、該シェル層の両側のレイヤ端部と、レイヤ端部同士の間を延在するレイヤ主部とを持つ、複数のシェル層と、前記複数のシェル層に、それぞれのシェル層の少なくとも一方側のレイヤ端部にて動作可能に結合される、少なくとも１つのエッジクランプと、を含み、前記複数のシェル層のレイヤ主部は、少なくとも１つのレイヤ主表面を持ち、該レイヤ主表面は、隣接するシェル層の対向するレイヤ主表面から離間されるように構成されて、シェル層同士の間での熱伝導を最小化し、且つ、前記少なくとも１つのエッジクランプは、当該断熱体が低重力且つ／或いは低圧の環境で使用されているときに、前記複数のシェル層のそれぞれのレイヤ主表面間の間隔を確立又は維持するように構成される。
【００１７】
本開示の他の一態様によれば、３次元多重シェル断熱体は、一体化されてユニタリ（分解できない単一の）の断熱体を提供するよう、積層造形技術によって形成されることができ、労力及び時間の大幅な節約を提供し得る。
【００１８】
より具体的には、本開示の一態様によれば、宇宙船の少なくとも１つの部分を断熱する、積層造形された３次元多重シェル断熱体は、宇宙船の前記少なくとも１つの部分を少なくとも部分的に取り囲むように構成された、ユニタリ断熱部材として形成された、複数のネスト化されたシェル層、を有し、前記複数のシェル層の各々が、該シェル層の両側のレイヤ端部と、レイヤ端部同士の間を延在するレイヤ主部とを有し、前記複数のシェル層のレイヤ主部は、少なくとも１つのレイヤ主表面を持ち、該レイヤ主表面は、隣接するシェル層の対向するレイヤ主表面から離間されるように構成されて、シェル層同士の間での熱伝導を最小化し、前記複数のシェル層の中の隣接し合うシェル層のレイヤ主部が各々、該シェル層と一体的に形成され且つ該シェル層とユニタリである少なくとも１つの拘束具を有し、隣接し合うシェル層のそれぞれの拘束具は、隣接し合うシェル層が互いに対して所定量まで変位可能であることを可能にするとともに、隣接し合うシェル層間の所定量を超える相対的変位を制止するように構成される。
【００１９】
一部の実施形態において、積層造形された３次元多重シェル断熱体は、それぞれのシェル層の少なくとも一方側のレイヤ端部にて前記複数のシェル層と一体的に形成され且つ前記複数のシェル層とユニタリであるエッジ結合具、を更に含むことができ、エッジ結合具は、隣接し合うシェル層それぞれのレイヤ主表面間の間隔を確立するように構成される。
【００２０】
例えば、エッジ結合具は、当該断熱体が積層造形された後にシェル層の無電解めっきを可能にするのに十分な量だけ、隣接し合うシェル層のレイヤ主表面を離間させるように構成され得る。
【００２１】
一部の実施形態において、エッジ結合具によって提供される間隔は、層の間からガスが逃げ出ることを可能にするように、シェル層間の空間と流体的に連通した少なくとも１つの流路を画成し得る。オプションで、（１つ以上の）流路は、異物片を濾過するように構成された（１つ以上の）フィルタを含み得る。
【００２２】
一部の実施形態において、それぞれの拘束具の各々は、例えば隣接し合う層の間に取り付けられたリボン状の材料などの、テザーとして構成され得る。斯くして、層の間に拘束具が接続され得るので、結果として生じる熱伝導率は、低い熱伝導率のシェル材料と、層間のより広い分離による長めの伝導長さとの使用によって管理され得る。これは、より厚い断熱体をもたらし得るが、得られる構造はあまり高密度ないものとなり得る。
【００２３】
このような積層造形される３次元多重シェル断熱体は、再現性及び予測可能性を最適化するいっそう高精度のレイアップを達成する（これは、そうではなくて、個々の層を組み立てることによってでは、達成され得ないものであり得る）デジタルモデルから直接的に形成され得る。
【００２４】
一部の実施形態において、積層造形された３次元多重シェル断熱体は、取り付け、接地、及び通気のための機能を組み込んでもよく、それにより、別個のエッジクランプの必要性が排除される。接地経路は、アセンブリ中に十分な銅線を挿入することによって提供され得る。接地機構を通じての熱伝導リークを最小化するため、導電率を維持しながら熱伝導路を長くするために遠回りの経路が使用されてもよい。
【００２５】
以下の記載及び添付の図面は、本開示に従った特定の例示的な実施形態を説明するものである。しかしながら、これらの実施形態は、本開示に従った原理が使用され得る様々なやり方のうちのほんの数例を示すものである。本開示の態様に従った他の目的、利点及び新機構が、以下の詳細な説明が図面とともに検討されることで明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
必ずしも縮尺通りではないものである添付の図面は、本開示に従った様々な態様を示すものである。
【図１Ａ】本開示の一実施形態に従った例示的な３次元多重シェル断熱体の斜視図であり、例示的な宇宙船コンポーネントを断熱することが示されている。
【図１Ｂ】線１Ｂ−１Ｂについてとられた図１Ａの３次元多重シェル断熱体の一部の側断面図である。
【図２】は、本開示の一実施形態に従った別の例示的な３次元多重シェル断熱体の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本開示に従った原理及び態様は、宇宙関連用途において宇宙船コンポーネントを断熱するために使用される断熱体に特に用途を有し、故に、以下では主としてその文脈で説明する。しかしながら、本開示に従った原理は、断熱性能を向上させるために熱リーク及び熱伝導を最小化しながら、断熱されるべき物体の形状に概して従う３次元多重シェル断熱体を提供することが望ましい他の用途、例えば、地球上に設置された極低温用途、又はそれに類するものなどにも適用可能であり得ることも理解される。
【００２８】
図１Ａ及び１Ｂは、宇宙船の少なくとも一部又は宇宙船コンポーネント１２を断熱するための例示的な３次元多重シェル断熱体１０を示している。図示のように、３次元多重シェル断熱体１０（ここでは“断熱体”又は“３ＤＭＳＩ”としても参照する）は、宇宙船コンポーネント１２の形状に従うように構成されることができ、故に、１つ以上の屈曲部、角部、又は他のそのような３次元構成を有することができ、断熱体１０は、少なくとも３つの軸に沿って延在している。
【００２９】
図示した実施形態に示されるように、断熱体１０は、宇宙船コンポーネント１２の少なくとも一部の周りでサイズ的に漸進的に増大し得る複数のネスト化されたシェル層１４を含んでいる。例えば、断熱体１０は、少なくとも１つの外側シェル層１４ａ及び少なくとも１つの内側シェル層１４ｂを有し得るとともに、それらの間に１つ以上のシェル層１４を有し得る。シェル層１４は各々、各シェル層１４の両側にレイヤ端部１６を有し、それぞれのレイヤ端部１６の間をレイヤ主部１８が延在し得る。レイヤ主部１８は、シェル層同士の間での熱伝導を最小化するために、隣接するシェル層の対向するレイヤ主表面（例えば、２０ｂ）から離間されるように構成された少なくとも１つのレイヤ主表面２０（例えば、２０ａ）を有し得る。例示的な実施形態において、ネスト化されたシェル層１４各々のレイヤ主部１８は、互いに対して変位可能であり、例えば宇宙関連用途に使用されるときなど、断熱体１０が低圧（例えば、１×１０−６から、＜１×１０−１７Ｔｏｒｒまで）且つ／或いは低重力（例えば、１０−２ｇ）の環境で使用されるときに、レイヤ主表面２０の間に生来的な離隔が形成するように断熱体が外側に膨らむことを可能にする。
【００３０】
図示のように、（例えば、図１Ｂに示すように）シェル層１４の間のギャップを設定及び／又は維持するように、シェル層１４の各々の少なくとも一方側の端部１６に動作可能に結合されるように、少なくとも１つのエッジクランプ２２が設けられる。エッジクランプ２２は、任意の好適手段によって、シェル層１４のうちの１つ以上に動作可能に結合され得る。例えば、図示した実施形態に示されるように、エッジクランプ２２は、シェル層１４内の１つ以上の孔２６の中にスライド可能に配置される１つ以上のポスト２４を有し得る。図示のように、ポスト２４は、層１４の間に間隔を設けることを容易にするために設けられ得るものである１つ以上のスペーサブラケット２５から横に延在し得る。シェル層内の孔２６は貫通孔であってもよく、ポスト２４は、シェル層の一つの面から反対側の面まで横断して延在し得る。エッジクランプ２２をシェル層１４に固定的に取り付けるために、例えば好適な接合剤又は接着剤などの締結機構２８が使用され得る。例示的な実施形態において、例えば接合剤などの締結機構２８は取り外し可能であってもよく、その結果、エッジクランプ２２も取り外し可能となり得る。一部の実施形態において、エッジクランプ２２は、１つ以上のセグメントを含んでいてもよく、あるいは、エッジクランプはユニタリであってもよい。理解されることには、ここで使用されるとき、用語“エッジクランプ”は、シェル層１４の間の間隔を確立及び／又は維持するように構成された任意の好適構造を指す。従って、シェル層の端部１６を包囲するｃ形クランプとして図示されているが、エッジクランプは、個々のシェル層１４をまとめて保持するための他の形態の結合具（バインディング）、留め具（ブレース）、締め具（クラスプ）、又は他の好適機構を含んでもよい。
【００３１】
断熱体１０は、例えば、シェル層１４の一方側の複数のエッジクランプ２２、又はシェル層１４の各側の１つ以上のエッジクランプ２２（例えば、図１Ａに示すように）など、２つ以上のエッジクランプ２２を含んでいてもよい。例示的な実施形態において、シェル層１４の１つ以上の側面に沿って、エッジクランプ２２のうちの少なくとも２つが横方向に離間されて、隣接するシェル層１４の間のギャップのうち１つ以上と流体的に連通した少なくとも１つの流体通路又は通気口を提供し得る。例えば、図示した実施形態に示されるように、ガスの排出が、エッジクランプ２２の周囲を流れ、クランプ２２によって覆われていない断熱体の部分から外へと流れ得る。それに代えて、あるいは加えて、エッジクランプ２２は、シェル層１４の間からの例えばガスなどの流体の排出を可能にするよう、クランプを貫いて延在する１つ以上の通路を有していてもよい。このような構成は、減圧ガスが層１４の間から逃れ出ることを可能にし、これは、大気圧（例えば、地球の大気、例えば７６０Ｔｏｒｒ）から低圧（例えば、宇宙空間、例えば１×１０−６Ｔｏｒｒ以下など）への移行中に起こり得る。オプションで、異物片を濾過するために、（１つ以上の）流体通路に少なくとも１つのフィルタが含められ得る。
【００３２】
例示的な実施形態において、エッジクランプ２２は、断熱体１０を例えばパネルコンポーネント３４などの宇宙船の別の部分に動作可能に結合するための少なくとも１つの締結具３２を含み得る。例えば、図示した実施形態において、締結具３２は、締結具３２の一方の部分をエッジクランプ２２に取り付けるとともに他方の部分をパネルコンポーネント３４に取り付け得るものである例えばベルクロ（Ｖｅｌｃｒｏ；登録商標）といった面ファスナ（フック・アンド・ループファスナ）などの、取り外し可能なタイプの締結具として構成され得る。このような構成は、断熱体１０の設置及び取り外しを容易にし得る。例示的な実施形態において、エッジクランプ２２はまた、宇宙船コンポーネント１２及び／又はパネルコンポーネント３４との電気的接地を提供するための、エッジクランプに統合された接地線３６を有し得る。エッジクランプ２２は、断熱性能を高めるために、低熱伝導率材料（例えば、シェル層１４と同じか、それよりも低い熱伝導率を有する）で形成され得る。接地線３６は、エッジクランプ中に例えば銅線などの十分な導電配線を挿入することによって提供され得る。接地機構を通じての熱伝導リークを最小化するため、導電率を維持しながら熱伝導路を長くするために遠回りの経路が使用されてもよい。
【００３３】
例示的な実施形態において、断熱体１０は、宇宙船コンポーネント１２の形状に従うように構成され、また、宇宙船コンポーネント１２上への設置及び／又はそれからの取り外しを可能にするのに十分な可撓性であり、その結果、断熱体１０は、宇宙船コンポーネント１２を少なくとも部分的に取り囲むように屈曲する又は包み込むことができる。設置又は取り外しを容易にするために、ネスト化されたシェル層１４は、シェル層の両側のレイヤ端部１６（例えば、１６ａ、１６ｂ）が互いに対して可動であることを可能にするのに十分な可撓性を有し得る。これは、断熱体１０が設置されて断熱目的で宇宙船コンポーネント１２を少なくとも部分的に取り囲むことを可能にし得るとともに、宇宙船コンポーネント１２へのアクセスを良くするために断熱体１０が取り外されることをも可能にし得る。さらに、宇宙船コンポーネント１２の形状に従うことができ且つ／或いはフレキシブルであることができることは、断熱体１０が、通信チャネル、導管（例えば、４２）、又は例えば電気ケーブル、タンク、配管若しくはこれらに類するものなどの他の接続アセンブリを断熱するための１つ以上の断熱カウル４０を提供することを可能にし得る。このような可撓性及び／又は宇宙船コンポーネント１２を取り囲むように設置されることができることはまた、断熱体１０によってもたらされる継ぎ目又はギャップの数を減少させることができ、それが熱リークを減少させ、断熱性能を向上させ得る。例えば、図示した実施形態に示されるように、シェル層１４は、複数のシェル層の両側の端部が単一の継ぎ目をもたらすように並置され得るように、宇宙船コンポーネント１２を少なくとも部分的に取り囲むように構成される。しかしながら、理解されることには、シェル層の端部によって２つ以上の継ぎ目がもたらされてもよく、これは、当業者には理解されるように、宇宙船コンポーネントの複雑さ及び断熱体１０の設置及び／又は取り外しすることの望ましさに依存し得る。
【００３４】
例示的な実施形態において、特定の位置で（例えば、９０度などのかなりの角度での曲げのために）更なる可撓性を提供するために、個々のシェル層内に織り模様を設けることも有益であり得る。斯くして、シェル層は、布材料を形成するのと同様に格子模様に織られることができる。個々の層の各々が織られてもよく、それが、中実の薄膜よりも高い弾性をその位置に提供することになる。
【００３５】
シェル層１４は互いに対して変位可能とし得るので、外力がシェル層１４を互いの方にやって接触を生じさせ得る。例えば、外部からの横方向の力がシェル層１４を横方向にずらし、それらの層が角部又は屈曲部の周りを延在するときに層が互いに接触し得る。同様に、外部からの圧縮力が、シェル層１４を垂直方向に互いの方にやり、その結果、シェル層１４が互いに接触し得る。このような密な接触は、熱伝導路を増加させ、断熱体１０の断熱性能を低下させ得る。従って、シェル層１４間の横方向及び／又は横断方向の変位の量を制限するために、シェル層１４間のギャップに１つ以上の拘束具が設けられ得る。
【００３６】
図示した実施形態に示されるように、上記１つ以上の拘束具は、層１４の間の接触を制限するストッパとして作用する１つ以上の接触具（アバットメント）５０を含み得る。図示のように、レイヤ主部１８が、シェル層１４の間の空間内に延在するようにレイヤ主表面２０から突出し得るものである１つ以上の接触具５０を含み得る。図示のように、接触具５０は、対向するレイヤ主表面２０と係合するときにストッパを提供するように構成されることができ、それが、隣接し合うシェル層１４の対向し合うレイヤ主表面２０が互いに接触することを防止する。従って、接触具５０は、対向する表面との接触を最小限にするために、丸められた、尖った、又は狭くされた端部を有し得る。隣接し合うシェル層１４の接触具５０はまた、層１４の間の相対的な横方向の動きの量を制限するために、互いに係合するときにストッパを提供するように構成され得る。従って、例示的な実施形態において、１つのシェル層の接触具５０が、対向するシェル層の接触具５０から横方向にオフセットされ得る。図示した実施形態では、いずれの方向へのずれも制限するように、隣接し合うシェル層１４の接触具５０がピンソケットのような配置で構成され得る。例えば、左右にずれる量を制限するように、１つのシェル層１４上の２つ以上の接触具（例えば、５０ａ）が、隣接するシェル層上の１つ以上の接触具（例えば、５０ｂ）を跨ぎ得る。理解されることには、これらの接触具５０が各シェル層１４の少なくとも一方の面に示されているが、一部の層１４が接触具を欠いていてもよい。
【００３７】
図示した実施形態に示されるように、各シェル層１４の上記１つ以上の接触具５０は、ギャップを横切って隣接するシェル層に接続されはしない。これは、層の間の接触の量を減少させるとともに、レイヤ主部１８が互いに対して浮遊できることを支援することができ、それが、可撓性を更に高め、層の間の生来的な離隔を更に可能にし、故に、断熱性能を向上させる。接触具５０を介してレイヤ主部１８が接続されないとし得るので、エッジクランプ２２が層１４の間の間隔を維持するように構成される。換言すれば、断熱体１０は好ましくは、耐加重性ではなく、したがって、宇宙船コンポーネント１２の形状に従いながら、また、層の間の生来的な離隔も提供しながら、層間接触を回避するための、ネスト化されたシェル層１４の形状を正確に決めることで、レイヤ主表面２０が、共に恒久的に接続する及び／又は隣接し合う層のレイヤ主部１８を強制的に離すようなコネクタ又は他のそのような構造を欠くことを可能にする。そのようなコネクタ又は他のそのような構造は、剛性を高めてしまい、熱伝導を増加させてしまい、そして、断熱体の断熱性能を低下させてしまい得る。むしろ、断熱体１０の例示的な実施形態では、好ましいことに、接触具５０が、互いに又は隣接するシェル層の他の部分に常には接触せず、代わりに、例えば外力が加えられたときなどシェル層１４がずらされたときにのみ接触を最小化するストッパとして設けられる。従って、例示的な実施形態において、上記１つ以上のエッジクランプ２２が、複数のシェル層１４をまとめて結合するための唯一の機構として設けられ得る。しかしながら、理解されることには、他の実施形態では、レイヤ主部の間の十分な変位量をなおも提供しながら、レイヤ主部を共に接続する助けとなるよう、例えばテザーなどの１つ以上の構造又は拘束具が層の間で使用されてもよい。
【００３８】
図示した実施形態では、各シェル層１４の上記１つ以上の接触具５０がシェル層１４と一体的に形成されており、その場合、接触具５０がシェル層１４と同じ材料で作製され得る。それに代えて、あるいは加えて、上記１つ以上の接触具５０が各シェル層１４に取り付けられてもよく、その場合、接触具５０は、シェル層と同じ材料で作製されてもよいし、異なる材料で作製されてもよい。例示的な実施形態において、接触具５０は、シェル層１４を形成する材料と同じ又はそれより低い熱伝導率を持つ材料で形成され得る。例えば、シェル層１４の熱伝導率は、０．３Ｗ／ｍＫ未満、好ましくは０．１５Ｗ／ｍＫ未満とすることができ、そして、接触具５０の熱伝導率は、０．１Ｗ／ｍＫ未満、好ましくは０．０５Ｗ／ｍＫ未満とすることができる。例示的な実施形態において、接触具５０は、約０．０３−０．１Ｗ／ｍＫ、好ましくは０．０３Ｗ／ｍＫ未満の熱伝導率を持ち得るものである例えばポリイミドエアロゲルなどのエアロゲル材料で作製され得る。接触具５０のうち１つ以上の横断方向厚さは、約０．０１ｍｍから約０．０５ｍｍの範囲内、より具体的には約０．０２ｍｍとし得る。
【００３９】
例示的な実施形態において、シェル層１４のうちの１つ以上は、例えばシアネートエステル、エポキシ、ポリウレタン、ポリイミド、アクリル系感光性ポリマー（ＵＶ硬化）、又は他のＵＶ硬化ポリマーなどのポリマー材料で作製され得る。それに代えて、あるいは加えて、シェル層１４のうちの１つ以上は、例えばアルミニウム又はニッケル−コバルトなどの金属で作製されてもよい。例示的な実施形態において、ポリマーシェル材料は、例えば１．０％未満の全質量損失（total  mass  loss；ＴＭＬ）を持つなど、低いガス放出と、０．１％未満の揮発性凝縮性材料（volatile  condensable  material；ＶＣＭ）とを有し得る。オプションで、ポリマーのガス放出は、真空ベークアウト及び／又はメタライゼーション封止によって軽減され得る。例示的な実施形態において、シェル層１４のうちの１つ以上の横断方向厚さは、０．２５ｍｍ未満、より特には０．１３ｍｍ未満、更に特には０．０８ｍｍ未満とし得る。図示した実施形態では、外側のシェル層１４ａ及び内側のシェル層１４ｂが、これらの２つの層（１４ａ、１４ｂ）の間の他のシェル層よりも厚いとし得る。例えば、外側のシェル層１４ａは、約０．１３ｍｍの厚さとすることができ、内側のシェル層１４ｂは、約０．０８ｍｍの厚さとすることができ、そして、それらの間のシェル層１４のうち１つ以上は各々、約０．０３ｍｍの厚さとすることができる。従って、図示した６層の断熱体１０の全体の横断方向厚さは、層間の分離を含めて、約０．４３ｍｍの厚さとし得る。
【００４０】
例示的な実施形態において、シェル層１４のうちの１つ以上は、放射率を下げるために、例えばアルミニウム、ニッケル、金、又は他の好適な金属コーティングなどの薄いコーティングでメタライゼーションされ得る。例えば、シェル層１４のうち１つ以上の放射率は、約０．０２から０．２の範囲内、より具体的には０．０５未満とし得る。例示的な実施形態において、低放射率コーティングは、レイヤ主表面２０及び／又は接触具５０を含めて、シェル層１４の片面又は両面に塗布され得るが、接触具５０は、熱伝導を最小化するために、そのような低放射率コーティングを欠いていてもよい。図示した実施形態では、外側のシェル層１４ａが内面のみをコーティングされ得るとともに、残りの層１４及び１４ｂは両面をコーティングされ得る。このコーティングは、当業者に理解されるように、例えば無電解めっき、原子層成長、又は真空蒸着技術などの任意の好適な方法によって付与され得る。
【００４１】
例示的な実施形態において、個々のシェル層１４は、宇宙船コンポーネント１２の形状に近く従うことを容易にするために、積層造形され得る。当業者に理解される周知の方法に従って、任意の好適な積層造形技術が使用され得る。例えば、そのような積層造形法は、光重合技術（例えば、ステレオリソグラフィ（ＳＬＡ）、ダイレクトライトプロセッシング（ＤＬＰ）、連続液面インタフェース成形（ＣＬＩＰ））；粉末融解技術（例えば、選択的レイヤ焼結（ＳＬＳ）、選択的レーザ融解（ＳＬＭ／ＤＭＬＳ）、電子ビーム融解（ＥＢＭ）、マルチジェット融解（ＭＪＦ））；材料押出し技術（例えば、溶融堆積モデリング（ＦＤＭ））；材料ジェッティング技術；バインダジェッティング技術；直接エネルギー付与技術（例えば、レーザ工学ネットシェイプ（ＬＥＮＳ）、電子ビーム積層造形（ＥＢＡＭ）；又は任意の他の好適技術（例えば、超音波積層造形など）を含み得る。
【００４２】
このような積層造形法によれば、断熱体１０を製造する例示的な一プロセスは、ｉ）断熱されるべき宇宙船コンポーネントを決定することと、ｉｉ）宇宙船コンポーネントの構成及び／又は形状を３次元座標空間にマッピングすることと、ｉｉｉ）３次元マッピングに基づいて、各シェル層１４の３次元モデルを個別に提供すること、又は全体としての断熱体１０の３次元モデルを提供することと、ｉｖ）３次元モデルに基づいて、各シェル層１４を個別に、又はシェル層のうちの１つ以上を一緒に、積層造形することであり、シェル層と共に接触具又は他の構造フィーチャを積層造形することを含む、積層造形することと、を含み得る。
【００４３】
例示的な実施形態において、シェル層１４に関する、又は全体としての断熱体１０に関する３次元モデルは、例えば、断熱体の形状、構造、材料などを集合的に規定する非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体上の１つ以上のコンピュータ読み取り可能ファイルといった、任意の好適な手法で定められ得る。モデルは、物体の３次元記述を提供するＣＡＤファイル、ＳＴＬファイル、又はこれらに類するものを含み得る。例えば、モデルは、外表面及び内表面の双方と内部の空洞及び開口とを含め、断熱体１０の全体構成又は各シェル層１４の３次元数値座標を有するコンピュータ支援設計製造（ＣＡＤ／ＣＡＭ）モデルを含み得る。モデルに対応する製造指示は、積層造形装置によって実行されるときに個々のシェル層１４又は断熱体１０の製造をもたらす指示の集合とし得る。例えば、製造指示は、様々なｘ、ｙ、ｚ座標に移動するため、ビルド材料を押出す又は形成するため、供給速度を制御するためなどの一連の指示を含み得る。
【００４４】
個々のシェル層１４が形成された後、積層造形又は他のプロセスを介するかにかかわらず、例示的な組み立てプロセスは更に、ｉ）望まれる場合にシェル層をメタライゼーションする工程と、ｉｉ）オプションで、望まれるシェル層に１つ以上の接触具を取り付ける工程と、ｉｉｉ）１つ以上のエッジクランプの取り付けを含めて、シェル層をネスト化して組み立てて、３次元多重シェル断熱体を生成する工程と、を含み得る。
【００４５】
次に、図２を参照するに、他の例示的な一実施形態に係る３次元多重シェル断熱体１１０（“断熱体”又は“３ＤＭＳＩ”としても参照される）が示されている。断熱体１１０は、基本的に、１つ以上の一体化されたエッジ結合具１２２及び／又は１つ以上の一体化された拘束具１５０を有して積層造形によって形成され得るユニタリ構造として構成され得る。断熱体１１０は、上述の断熱体１０と類似点を共有しており、従って、これらの断熱体における同様の構造に対応する構造を示すために、同じ参照符号に１００を付したものが使用されている。また、断熱体１０についての前述の説明が、断熱体１１０にも等しく適用可能であり、故に、以下での言及を除いて、断熱体１０、１１０の態様は互いに置き換えられたり、適用可能な場合に互いに組み合わせて使用されたりしてもよい。
【００４６】
図示した実施形態に示されるように、断熱体１１０は、断熱されるべき宇宙船コンポーネント（この実施形態では図示せず）の形状に従う１つ以上の屈曲、湾曲、及びこれらに類するものを有し得る。断熱体１１０は、宇宙船コンポーネントを少なくとも部分的に取り囲むようにサイズ的に漸進的に増大する複数のネスト化されたシェル層１１４を含んでいる。シェル層１１４は各々、各シェル層１１４の両側にレイヤ端部１１６を有し、それぞれのレイヤ端部１１６の間をレイヤ主部１１８が延在し得る。レイヤ主部１１８は、シェル層同士の間での熱伝導を最小化するために、隣接するシェル層の対向するレイヤ主表面（例えば、１２０ｂ）から離間されるように構成された少なくとも１つのレイヤ主表面１２０（例えば、１２０ａ）を有し得る。
【００４７】
断熱体１１０は、宇宙船コンポーネント上への設置及び／又はそれからの取り外しを可能にするのに十分な可撓性を持つように構成され、その結果、断熱体１１０は、宇宙船コンポーネントを少なくとも部分的に取り囲むように屈曲する又は包み込むことができる。設置又は取り外しを容易にするために、ネスト化されたシェル層１１４は、シェル層の両側のレイヤ端部１１６が互いに対して可動であることを可能にするのに十分な可撓性を有し得る。これは、断熱体１１０が設置されて断熱目的で宇宙船コンポーネントを少なくとも部分的に取り囲むことを可能にし得るとともに、宇宙船コンポーネントへのアクセスを良くするために断熱体１１０が取り外されることをも可能にし得る。
【００４８】
例示的な実施形態において、ネスト化されたシェル層１１４各々のレイヤ主部１１８は、互いに対して変位可能であり、断熱体１０が低圧且つ／或いは低重力の環境で使用されるときに、レイヤ主表面１２０の間に生来的な離隔が形成するように断熱体が外側に膨らむことを可能にする。シェル層１１４の間の間隔を設定及び／又は維持するために、断熱体１１０は、端部１１６のうちの１つ以上に向けて配置され得る１つ以上の一体化されたエッジ結合具（バインディング）１２２を有し得る。例示的な実施形態において、上記１つ以上の一体化されたエッジ結合具１２２は、シェル層１１４と一体化されてユニタリであることができ、積層造形によってシェル層１１４と共に形成され得る。エッジ結合具１２２は、シェル層１１４と同じ材料で形成されてもよいし、異なる材料で形成されてもよく、例えば、断熱性能を向上させるために低熱伝導率材料（例えば、シェル層１４と略同じ又はそれより低い熱伝導率を持つ）などで形成され得る、
例示的な実施形態において、シェル層の端部１１６に沿って、一体化されたエッジ結合具１２２が横方向に離間されて、隣接するシェル層１１４の間のギャップのうち１つ以上と流体的に連通した少なくとも１つの流体通路又は通気口を画成し得る。それに代えて、あるいは加えて、エッジ結合具１２２は、シェル層１１４の間の流体の出入りを可能にするよう、それを貫いて延在する１つ以上の流体通路を有していてもよい。オプションで、異物片を濾過するために、（１つ以上の）流体通路に少なくとも１つのフィルタが含められ得る。
【００４９】
図示した実施形態に示されるように、断熱体１１０は、それに統合された接地線１３６を有し得る。例示的な実施形態において、接地線１３６は、断熱体１１０の構築と基本的に同時に、オプションで異なる材料で、積層造形によって形成され得る。他の実施形態では、接地線１３６は、積層造形後に断熱体１１０に挿入されてもよい。接地線１３６は、例えば銅線などの導電材料によって形成され得る。接地機構を通じての熱伝導リークを最小化するため、導電率を維持しながら熱伝導路を長くするために遠回りの経路が使用されてもよい。
【００５０】
断熱体１１０はまた、宇宙船の別の部分に断熱体１１０を動作可能に結合するための１つ以上の締結具１３２を含み得る。例えば、締結具１３２は、締結具１３２の一方の部分を断熱体１１０の外側に取り付けるとともに他方の部分を宇宙船の別の部分に取り付け得るものである例えばベルクロ（Ｖｅｌｃｒｏ；登録商標）といった面ファスナ（フック・アンド・ループファスナ）などの、取り外し可能なタイプの締結具とし得る。
【００５１】
図示のように、断熱体１１０は、シェル層１１４間の横方向及び／又は横断方向の変位の量を制限するための１つ以上の拘束具１５０を含み得る。拘束具１５０は、シェル層１１４とユニタリとすることができ、オプションでシェル層１１４と同じ又は異なる材料を用いて、断熱体１１０の構築と基本的に同時に積層造形によって形成され得る。例示的な実施形態において、上記１つ以上の拘束具１５０は、上述の接触具５０と実質的に同様とし得る。例えば、例示的な実施形態において、上記１つ以上の拘束具は、１つのシェル層１１４と一体にされて、それに接続されるが、対向するシェル層１１４から独立にされることができ、その場合、拘束具はまた、層がずれたときに互いに係合するように横方向にオフセットされ得る。それに代えて、あるいは加えて、図示した実施形態に示されるように、拘束具１５０のうちの１つ以上が、対向し合うシェル層１１４の両方に接続されてもよい。例えば、１つ以上の拘束具１５０は、シェル層１１４の横方向及び横断方向のいくらかの変位を可能にする例えば薄いリボン状の材料などのテザーとして構成され得る。好ましくは、上記１つ以上の拘束具１５０は、層の間の接触及び／又は熱伝導率を最小化する。例えば、図示した実施形態に示されるように、拘束具１５０は、隣接し合うシェル層１１４の間に以下のように接続されることができ、すなわち、より長い熱経路（例えば、曲がりくねった又は遠回りした経路）を提供し、それによって熱伝導を減少させるように、接続点が互いに対して横方向にオフセットされるように接続され得る。さらに、シェル層１１４間の間隔は、これら長めの熱経路を収容するために、上で参照した断熱体１０における間隔よりも広くし得る。また、熱伝導を低減させるために、拘束具１５０のうちの１つ以上は、断熱体１０を参照して上述したように、シェル層１１４よりも低い導電率を持つ材料から形成され得る。
【００５２】
例示的な実施形態において、このモノリシック断熱体１１０は、宇宙船コンポーネントの形状に従うことを容易にするために積層造形されることができ、一体化される造形が、より速いターンアラウンド時間を提供するとともに、労働コストを低減させる。理解されることには、断熱体１１０を形成するために、例えば上述した積層造形法などの、当業者に理解される周知の方法に従って、任意の好適な積層造形技術が使用され得る。
【００５３】
例示的な実施形態において、積層造形技術は、連続液面インタフェース成形（ＣＬＩＰ）を含み得る。ＣＬＩＰプロセスは、液体の光ポリマー樹脂のプールから開始し得る。プールエンクロージャの底部パネルが紫外光に対して透明にされ（例えば、“窓”）、紫外光ビームが窓を通り抜けて、形成される物体の正確な断面を照らし得る。このＵＶ光が樹脂を固まらせ、そして、層ごとに物体を構築するように、固まった樹脂の底との接触を維持して該底の下を樹脂が流れることを可能にするのに十分なゆっくりさで物体が高くなる。酸素透過性の膜が樹脂の下にあり、それが、窓に樹脂が付着するのを防止する“デッドゾーン”（持続性の液面インタフェース）を作り出す。ＣＬＩＰプロセスの１つの利点は、オーバーハング又は複雑な形状のために、支持のための材料又は型が必要とされないことである。
【００５４】
それに代わる実施形態では、積層造形技術は、ＵＶ光によって硬化される噴出材料を含み得る。ポリジェットプロセスは、ビルドプラットフォームから開始することができ、３次元プリンタが、液体の光ポリマーの小さい液滴を噴出して瞬時にＵＶ硬化させる。微細な層がビルドプラットフォーム上に蓄積して所望の物体を作り出す。オーバーハング又は複雑な形状が支持体を必要とする場合、３次元プリンタが、除去可能な支持材料を噴出する。この支持材料は、浴中の水又は溶液によって除去され得る。典型的に、後硬化は必要とされない。
【００５５】
このような積層造形法によれば、断熱体１１０を形成する例示的な一プロセスは、ｉ）断熱されるべき宇宙船コンポーネントを決定することと、ｉｉ）宇宙船コンポーネントの構成及び／又は形状を３次元座標空間にマッピングすることと、ｉｉｉ）３次元マッピングに基づいて、各シェル層１１４と、例えば一体化エッジ結合具１２２及び／又は一体化拘束具１５０などの一体化構造とを含めた、断熱体１１０の３次元モデルを提供することと、ｉｖ）３次元モデルに基づいて、一体化フィーチャのうちの１つ以上を含めて断熱体１１０を積層造形することと、を含み得る。
【００５６】
断熱体１１０が積層造形された後、シェル層１１４が、上述のように、放射率を下げるために、例えばアルミニウム、ニッケル、金、又は他の好適金属のめっきなどでメタライゼーションされ得る。例示的なコーティング技術は無電解めっきを含み、断熱体１１０がめっき浴中に浸漬され、めっき溶液がシェル層間のギャップ中を流れる。この手法において、シェル層間を無電解めっき溶液が流れることを可能にするのに十分な量だけ隣接し合うシェル層のレイヤ主表面１２０を離間させるように、及び／又はそれに十分な大きさの流体通路を提供するように、（１つ以上の）エッジ結合具１２２が較正され得る。それに代えて、あるいは加えて、原子層成長を用いて低放射率層をコーティングしてもよい。積層造形プロセスが除去可能な支持材料を使用していた場合、メタライゼーション工程の前に、それらの支持体が溶解又は除去され得る。その後、締結機構１３２又は例えば接地線１３６などの他の機構が、それに取り付けられるか、一体化されるかし得る。
【００５７】
３次元多重シェル断熱体がここで説明された。この断熱体は、断熱されるべき宇宙船コンポーネントの形状に従うように構成され得る。この断熱体は、複数のネスト化されたシェル層を有することができ、それら複数のシェル層は、当該断熱体が低圧、低重力の宇宙関連用途で断熱体を使用されるときにシェル層間の生来的な離隔を提供するように、互いに対して浮くことができる。シェル層間の間隔を維持するために、各シェル層の少なくとも一方側の端部に、少なくとも１つのエッジクランプが動作可能に結合され得る。シェル層は、この断熱体が宇宙船コンポーネント上に設置される又はそれから取り外されることを可能にするように、十分な可撓性を持つことができ、且つ／或いは、互いに対して十分に変位可能であることができる。接触を防止するためにシェル層間の横方向及び／又は横断方向の相対的な動きを制限するよう、シェル層間の空間に１つ以上の拘束具が設けられ得る。この断熱体を製造し、機構を一体化するために、積層造形が使用され得る。
【００５８】
ここで使用されるとき、“動作可能な接続”又は“動作可能な結合”は、意図したようにエンティティが働き得るようにしてエンティティが接続されるものである。動作可能な接続は、直接的な接続であってもよいし、あるいは、１つ以上の中間エンティティが、動作可能に接続されるエンティティ間で協働する、又はそれ以外でその間の接続の部分をなす、又はその中にあるものである間接的な接続であってもよい。
【００５９】
理解されるべきことには、例えば“頂部”、“底部”、“上側”、“下側”、“左”、“右”、“前”、“後ろ”、“前方”、“後方”、及びこれらに類するものなどの用語は、ここで使用されるとき、通常の重力座標系ではなく、恣意的な座標系を参照するものであることがある。
【００６０】
理解されるべきことには、明細書及び請求項にて開示される全ての範囲及び比率の境界は任意に組み合わされ得るものである。理解されるべきことには、特に断りのない限り、“ａ”、“ａｎ”、及び／又は“ｔｈｅ”への言及は、１つ又は２つ以上を含み得るものであり、あるアイテムへの単数形での言及は、そのアイテムが複数であることも含み得る。
【００６１】
用語“約”は、ここで使用されるとき、記載された値の最大±１０％の変動、例えば、±１０％、±９％、±８％、±７％、±６％、±５％、±４％、±３％、±２％、±１％、±０．０１％、又は±０．０％、及び記載されたこれらの値の間の値の変動によって定められる範囲内にある任意の値を指す。
【００６２】
フレーズ“及び／又は”は、そのように連結された要素の、すなわち、一部のケースでは結合的に存在し、他のケースでは選言的に存在する要素の、“いずれか又は双方”を意味すると理解されるべきである。反対のことが明確に指し示されていない限り、“及び／又は”節によって具体的に特定される要素以外の要素が、具体的に特定された要素に関係していようと、関係していなかろうと、オプションで存在してもよい。従って、非限定的な例として、“Ａ及び／又はＢ”への言及は、例えば“有する”などのオープンエンドな言葉と共に使用されるとき、一実施形態では、ＢなしのＡ（オプションでＢ以外の要素を含む）を指すことができ、他の一実施形態では、ＡなしのＢ（オプションでＡ以外の要素を含む）を指すことができ、更に他の一実施形態では、Ａ及びＢの双方（オプションで他の要素を含む）を指すことができ、等々である。
【００６３】
用語“又は”は、上で定義した“及び／又は”と同じ意味を持つように理解されるべきである。例えば、リスト内のアイテムを区切っているとき、“又は”若しくは“及び／又は”は包含的であるとして解釈されるべきであり、すなわち、ある数の要素又はリストの要素のうちの少なくとも１つを含むが、２つ以上も含み、そしてオプションで、リストにはない更なるアイテムを含む、として解釈されるべきである。例えば“のうちの１つのみ”又は“のうちのまさに１つ”などの、反対のことを明確に指し示す用語のみが、ある数の要素又はリストの要素のうちのまさに１つを含むことを指し得る。一般に、ここで使用される用語“又は”は、例えば“いずれか”、“のうちの１つ”、“のうちの１つのみ”、又は“のうちのまさに１つ”などの排他性の用語によって先行されるときにのみ、排他的選択（すなわち、“一方又は他方であるが双方ではない”）を指し示すとして解釈される。
【００６４】
例えば“有する”、“含む”、“担持する”、“持つ”、“包含する”、“伴う”、“保持する”、及びこれらに類するものなどの過渡的な単語又はフレーズは、オープンエンドであるとして、すなわち、それを含むがそれに限られないことを意味するとして理解されるべきである。
【００６５】
本開示は１つ以上の特定の実施形態を図示して説明してきたが、明らかなことには、本明細書及び添付の図面を読んで理解した当業者には、等価な代替及び変更が思い浮かぶことになる。特に、上述の要素（コンポーネント、アセンブリ、装置、組成など）によって実行される様々な機能に関して、そのような要素を記述するために使用される用語（“手段”への参照を含む）は、特段の断りがない限り、ここに例示した本開示に従った１つ以上の実施形態においてその機能を果たす開示構造とは構造的に等価でないとしても、記述される要素の指定機能を実行する（すなわち、機能的に等価な）如何なる要素にも対応することが意図される。また、本開示に従った或る特定の機構は、例示した幾つかの実施形態のうちの１つ以上に関してのみ上述されているかもしれないが、そのような機構が、所与又は特定の用途に関して望ましくて有利であるように、他の実施形態の１つ以上の他の機構と組み合わされてもよい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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