JP2003205578A - 受動的相互変調防止多層サーマルブランケット - Google Patents

受動的相互変調防止多層サーマルブランケット

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JP2003205578A JP2002272876A JP2002272876A JP2003205578A JP 2003205578 A JP2003205578 A JP 2003205578A JP 2002272876 A JP2002272876 A JP 2002272876A JP 2002272876 A JP2002272876 A JP 2002272876A JP 2003205578 A JP2003205578 A JP 2003205578A
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patch
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Mark Hasegawa
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Mary Owings
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Loral Space Systems Inc
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 人工衛星若しくは宇宙運搬船で発生する受動
相互変調が少ない熱装置を提供する。 【解決手段】受動的相互変調防止サーマルブランケット
１０は、一方の側部に金属被覆フィルムを有する多重ポ
リイミド層２７を含む反射スタック１２と、該反射スタ
ックを互いに固定する結合層と、該サーマルブランケッ
トの外部表面を覆い且つ該サーマルブランケットの内部
表面にヘムを形成するように、該結合層と該反射スタッ
クとの周囲を包む外部カバー層１１と、を含む。複数の
小なるサーマルブランケットつまりパッチは、キルト状
のアセンブリを形成するように接地挿入物及びポリイミ
ドテープを使用して共に結合され得る。キルト状のアセ
ンブリは、自身の一方の表面を覆い且つ自身の反対側の
表面にヘムを形成するように、複数のパッチの周囲を包
む外部カバー層によって封入されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術的背景】本発明は、人工衛星に関し、特に、人工
衛星に使用される改良された受動的相互変調防止多層サ
ーマルブランケットに関する。人工衛星に使用されるハ
ードウエアコンポーネントは、コンポーネント設計の修
正と製作品の慎重な検査によって、「受動的相互変調
（ＰＩＭ：ｐａｓｓｉｖｅ ｉｎｔｅｒｍｏｄｕｌａｔ
ｉｏｎ）防止」状態に形成されなければならない。受動
的相互変調を発生させることで知られる事項（例えば断
続的な金属接触、腐食、金属若しくは金属−グラファイ
トジョイント及び固定されていない若しくは緩い結合
等）は、ハードウエアの設計若しくは慎重な品質検査と
人工衛星レベルでのＰＩＭ試験によってハードウエアコ
ンポーネントから排除されなければならない。しかしな
がら、一般的な従来のサーマルブランケットは、ほとん
ど受動的相互変調を発生する。
【０００２】本発明の目的は、人工衛星に使用される改
良された受動的相互変調防止多層サーマルブランケット
を提供することである。
【０００３】
【発明の概要】本発明によって、改良された受動的相互
変調防止多層サーマルブランケット及び該ブランケット
のアセンブリが形成される。該受動的相互変調防止多層
サーマルブランケット及びアセンブリが、人工衛星及び
他の宇宙搬送船のコンポーネントとして使用され得る。
【０００４】第１実施例の受動的相互変調防止サーマル
ブランケットは、金属被覆（アルミニウム）フィルムが
片面のみ配された薄いポリイミド又はポリエステルシー
トに続く多層のカーボン含有強化ポリイミドシートから
なる。ポリイミド又はポリエステルシートの金属被覆さ
れた側部が、単一の方向に向けられており、その結果、
該金属被覆フィルム層は、互いに接触しない。該金属被
覆フィルム層は、ポリイミドテープ、導電性接着剤を有
するアルミニウム箔テープ及びカーボンを含有するポリ
イミドフィルムを組合わせたものを相互に結合したもの
である。カーボン含有ポリイミドシートは、金属被覆シ
ートを覆うように配置され且つブランケットの裏面にヘ
ム（ｈｅｍ）を形成するように金属が被覆されたレイア
ップ（ｌａｙｕｐ）の周囲を包む。フィルムはサーマル
ブランケットのガス抜きが可能となるように、最外部の
金属被覆層を除いて孔が開けられる。
【０００５】第２実施例の受動型相互変調防止サーマル
ブランケットは、金属被覆フィルム（アルミニウム）が
一方の側部にのみ配された薄いポリイミド又はポリエス
テルシートを覆う多層の強化カーボン含有ポリイミドシ
ートからなる。ポリイミド又はポリエステルシートの金
属被覆された側部が、単一方向に向けられており、その
結果該金属被覆フィルム層は相互に接触しない。薄い金
属被覆フィルムシートは、相対的に小なる大きさのパッ
チであり、該パッチの端部はポリイミドテープ、導電性
接着剤を有するアルミニウム箔テープ及びカーボン含有
ポリイミドテープを組合わせたものを用いて個々に結合
されている。金属被覆パッチの各々は、カーボン含有ポ
リイミドの接地挿入物を有し、且つ該パッチが該接地挿
入物を介して隣接するパッチを電気的に接地する状態で
パッチのキルトを形成するように互いに集合される。カ
ーボンを含有するポリイミドフィルムカバー（外部カバ
ー）は、パッチキルトアセンブリ全体をカバーする。カ
ーボン含有ポリイミドからなる外部カバーは、金属被覆
シートを覆うように配置され、且つ該ブランケットの裏
面にヘムを形成するように金属被覆キルトの周囲を包
む。フィルムは、サーマルブランケットのガス抜きが可
能となるように最外部金属被覆層を除いて孔が開けられ
る。
【０００６】本発明のサーマルブランケットは、受動的
相互変調を発生せず、且つその下にある受動的相互変調
を発生するハードウエアを受動的相互変調が低いオーダ
ーで高強度のＵＨＦ（３００ＭＨｚ）からＫａ（３０Ｇ
Ｈｚ）の無線周波数場を含む環境から保護する。該サー
マルブランケットは、その下にある受動的相互変調を発
生するハードウエアを環境から保護し、それによって受
動的相互変調の発生を防止する。
【０００７】該サーマルブランケットは、従来の標準サ
ーマルブランケットと同等か若しくはそれより良い熱絶
縁を提供する。更に、該サーマルブランケットは、流星
塵若しくは軌道上のデブリの衝突による軌道上での機械
的劣化からの損傷又は熱サイクル若しくは放射線による
損傷の後にＵＨＦの受動的相互変調の発生に抗する。サ
ーマルブランケットの設計によって、受動的相互変調が
発生するというリスクを有することなく内部のガス抜き
が可能となる。該サーマルブランケットは、耐久性が強
化され、低質量を有し、且つ異なるＲＦ周波数及び強度
に対して保護するように適用することができる。
【０００８】サーマルブランケットコンポーネントの大
きさ及び構成によって、軌道上のデブリの衝撃による軌
道の低下によって生じる損傷及び放射線及び熱サイクリ
ングによって生じる損傷によって増加する受動的相互変
調の発生のリスクが減少する。該サーマルブランケット
の構成によって、ブランケットの製造が速くて簡単で低
コストになり、且つ該ブランケットからの静電気放電用
の接地端部の数が減少する。
【０００９】該サーマルブランケットによって、一般に
コストと手間と時間を要する検査及び試験をすることな
く、受動的相互変調を発生するハードウェアを使用する
ことが可能となる。なんとなれば、該サーマルブランケ
ットがその下にあるハードウェアをＲＦ環境から保護す
る故、サブシステム及び飛行ハードウエアの個々の受動
的相互変調試験が必要ではなくなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の様々な特徴及び効果は、
添付図面図に対応する詳細な説明を参照して容易に理解
され得る。該図面において、同様の符号が同様のコンポ
ーネントに示されている。図１には、本発明による受動
的相互変調防止サーマルブランケット１０の第１実施例
の詳細な立体分解図が示されている。第１実施例のサー
マルブランケット１０は、一方の側部が金属被覆された
（アルミニウム）強化ポリイミドシート２７からなる最
内部層２７を有する反射スタック１２を含む。ポリイミ
ドシート２７は、０.０１２７mm（０.５mil）厚の多孔
質強化ポリイミドのシートとされ得る。反射スタック１
２は、多層（例えば５層）のポリエステル層２４を更に
含む。ポリエステル層２４は、０.００６３５mm（０.２
５mil）厚を有し且つ一方の側部が金属（アルミニウ
ム）被覆されたポリエステルからなる中間金属被覆層２
６によって分離されたダクロンポリエステルシート（Da
cron polyester sheet）２５を含む。ポリエステル層２
４は、最内部層２７に隣接して配置される。
【００１１】反射スタック１２は、多層（例えば、５
層）のカーボンを含有する強化ポリイミド層２１を更に
含む。ポリイミド層２１は、０.００７６２mm（０.３mi
l）厚であり且つ一方の側部が金属（アルミニウム）被
覆されたポリイミド層２２を含み、ポリイミド層２２を
中間ガラス繊維布２３によって分離して構成されてい
る。ポリイミド層２１は、ダクロンポリエステル層及び
ポリエステル層２５,２６からなる多層のポリエステル
層２４に隣接して配置されている。
【００１２】第１実施例のサーマルブランケット１０
は、外部カバーシステム１１を含む。外部カバーシステ
ム１１は、多層（例えば４層）のカーボン含有強化ポリ
イミド層１３、１４、１５、１６を含む。実施例のカバ
ーシステム１１は、０.０２５４mm（１.０mil）厚を有
し且つ一方の側面が金属（アルミニウム）被覆された非
孔質のブラックポリイミド層１６と、０.０４８３mm
（１.９mil）厚で２３０Ω／平方（２３０ohms／sq）の
カーボンを含有する多孔質ポリイミド層１５と、０.０
４０６mm（１.６mil）厚で４００Ω／平方（４００ohms
／sq）のカーボンを含有する多孔質強化ポリイミド層１
４と、０.０２５４mm（１.０mil）厚で１０7Ω／平方
（１０7ohms／sq）のカーボンを含有する多孔質強化外
部ポリイミド層１３とを有する。人工衛星若しくは宇宙
輸送船に搭載される場合に、強化多孔質外部ポリイミド
層１３が、宇宙側に向けられる。
【００１３】上記の如く、サーマルブランケット１０
は、多層のカーボン含有強化ポリイミドシート１３、１
４、１５、１６、２２、２３に続く、金属被覆フィルム
層２６（アルミニウム）が一方の側部にのみ配された薄
いポリイミド又はポリエステルシート２５を含む。ポリ
イミド又はポリエステルシート２５の金属被覆フィルム
層２６は、単一方向に向けられている。その結果、金属
被覆フィルム層２６は互いに接触することはない。金属
被覆フィルム層２６は、ポリイミドテープと導電性接着
剤を有するアルミニウム箔テープとカーボンを含有する
ポリイミドフィルムとを組合わせたものを相互に結合し
たものである。カーボン含有ポリイミドシートが、金属
被覆されたシートを覆って配置され且つブランケット１
０の裏面にヘムを形成するように金属被覆されたレイア
ップの周囲を包む。フィルムは、サーマルブランケット
のガス抜きが可能なように、最外部金属被覆層を除いて
孔が開けられる。
【００１４】図２は、図１に示す如き構成の受動的相互
変調防止サーマルブランケット１０を完全に組み立てた
ものの１部を示している。図１に示される反射スタック
１２は結合層２８（ポリイミド・テープ、接着剤を有す
るアルミニウム箔テープ及びカーボン含有ポリイミドテ
ープからなる層を組み合わせて形成される）によって結
合されている。外部カバーシステム１１は、結合層２８
及び反射スタック１２を囲繞する。
【００１５】図３は、本発明による受動的相互変調防止
サーマルキルトパッチ３０の典型的な実施例の構造を示
している分解立体図である。サーマルブランケットキル
トパッチ３０の構造は、幾つかの軽微な点を除いて、図
１に示されるサーマルブランケット１０の構造とほぼ同
一である。サーマルブランケットキルトパッチ３０は、
最内部層２７を含む反射スタック１２を有する。最内部
層２７は、強化ポリイミドシート２７からなり、０.０
１２７mm（０.５mil）厚の多孔質強化ポリイミドシート
とされ得る。反射スタック１２は、多層（例えば５層）
のポリエステル層２４を更に含む。ポリエステル層２４
は、中間金属被覆層２６（０.００６４mm（０.２５mi
l）厚の片面が金属被覆（アルミニウム）されたポリエ
ステル）によって分離されたダクロンポリエステルシー
ト２５を含む。ポリエステル層２４は、最内部層２７に
隣接して配置される。
【００１６】反射スタック１２は、多層（例えば５層）
のポリイミド層２１を更に含む。ポリイミド層２１は、
中間ガラス繊維布層２３によって分離される金属被覆
（アルミニウム）ポリイミド層２２（０.００７６２mm
（０.３mil）厚）を含む。ポリイミド層２１は、ダクロ
ンポリエステル及びポリエステル層２５、２６を含む多
層のポリエステル層２４に隣接して配置される。０.０
２５４mm（１.０mil）厚の片面が金属被覆された非孔質
のカーボン含有ポリイミド層１６は、ヘムを形成するよ
うに反射スタック１２を覆って配置される。
【００１７】上記の如く、サーマルブランケットキルト
パッチ３０は、一方の側部にのみ金属被覆フィルム層２
６（アルミニウム）を有する薄いポリイミド又はポリエ
ステルシート２５を覆う多層のポリイミドシート１６、
２２、２３を含む。ポリイミド又はポリエステルのシー
ト２５の金属被覆フィルム層２６は、単一方向に向けら
れている。その結果、金属被覆フィルム層２６は互いに
接触しない。
【００１８】図４は、組み立てられた受動的相互変調防
止パッチ３０の構造を示す。薄い金属被覆フィルム（ア
ルミニウム）シートが、小なるパッチ３０として形成さ
れる。小なるパッチ３０の端部は、ポリイミドテープと
伝導性接着剤を有するアルミ箔テープとカーボン含有ポ
リイミドフィルムとを組合わせた結合層２８によって個
々に結合されている。外部パッチカバー１６は、結合層
２８及び反射スタック１２を囲繞する。
【００１９】図５は、受動的相互変調防止パッチ３０の
結合を示す。２つのパッチ３０は、カーボンを含有する
ポリイミド接地挿入物３３つまりジョイント３３を有す
ることが示されている。ポリイミド接地挿入物３３つま
りジョイント３３は、パッチ３０の隣接し且つ重なり合
っている端部と接触する。ポリイミドテープ３２の層
は、パッチ３０同士を分離するようにパッチ３０の間に
配置される。ポリイミドテープ３１は、パッチ３０を共
に結合するように使用される。ポリイミドテープ３４の
層は、接地挿入物３３を覆う。従って、金属被覆パッチ
３０の各々は、カーボンを含有するポリイミド接地挿入
物３３を有し、且つ各パッチ３０が接地挿入物３３を介
して隣接するパッチ３０に電気的に接地される状態でパ
ッチ３０のキルト２０を形成するように共に組み立てら
れる。２つのパッチ３０の間の重複する部分は、容量結
合を形成するように要求された大きさ（例えば５.０８
ｃｍ（２インチ））から０の範囲で変動することができ
る。
【００２０】図６は、受動的相互変調防止サーマルブラ
ンケットキルト２０を示す。図６は、３つのパッチ３０
を示しており、各々の隣接する端部で互いに重なってい
る。カーボンを含有するポリイミドフィルムを含む外部
カバー３５は、パッチキルト２０を覆うように配置さ
れ、多層（例えば３層）のカーボンを含有する強化ポリ
イミド層１３、１４、１５を含む。実施例のカバーシス
テム１１は、０．０４８３mm（１．９mil）厚で２３０
Ω／平方（ohms／sq）の多孔質ポリイミド層１５と、
０．０４０６ｍｍ（１．６mil）厚で４００Ω／平方（o
hms／sq）の強化多孔質ポリイミド層１４と、０．０２
５４ｍｍ（１．０mil）厚で１０7Ω／平方（ohms／sq）
の強化多孔質ポリイミド層１３と、を含む。
【００２１】人工衛星又は宇宙運搬船に搭載される場
合、強化多孔質外部ポリイミド層１３が、宇宙側に向け
られる。カーボン含有ポリイミドからなる外部カバー３
５は、金属被覆シートを覆うように配置され、且つサー
マルブランケットパッチ３０の裏面にヘム３６を形成す
るように金属被覆キルト２０のパッチ３０の周囲を包
む。フィルムつまりキルト２０の層は、サーマルブラン
ケットキルト２０のガス抜きが可能となるように外部金
属被覆カバー３５を除いて孔が開けられる。
【００２２】以上の如く、人工衛星に使用される改良さ
れた受動的相互変調防止多層サーマルブランケットが開
示された。上記の実施例は、本発明の原理の適用を示す
数多くの実施例のうちの幾つかを単に示したものである
ことは理解される。多数の他の配列方法が、本発明の範
囲内において、当業者によって容易に行われ得ることは
明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による受動的相互変調防止サーマルブラ
ンケットの第１実施例の立体分解図である。
【図２】図１に示された受動的相互変調防止サーマルブ
ランケットの１部を示す断面図である。
【図３】本発明による受動的相互変調防止サーマルブラ
ンケットキルトパッチの実施例の構造を示す立体分解図
である。
【図４】受動的相互変調防止パッチの構造を示す断面図
である。
【図５】受動的相互変調防止パッチの結合を示す断面図
である。
【図６】受動的相互変調防止サーマルブランケットキル
トを示す断面図である。
【符号の簡単な説明】
１０ サーマルブランケット １１ 外部カバーシステム １２ 反射スタック １６ ポリイミドシート ２１ 強化ポリイミド層 ２４ ポリエステル層 ２７ 最内部層 ２８ 結合層 ３０ パッチ ３１、３２、３４ ポリイミドテープ ３３ ポリイミド接地挿入物 ３５ 外部カバー ３６ ヘム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マリー オーウィングス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94546 カストロバレー グリーンビュー ドライブ 2853 Ｆターム(参考） 4F100 AB01A AB01C AB01E AK41B AK41D AK41E AK49B AK49D AK49E BA05 BA06 GB90 JJ02

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 受動的相互変調防止サーマルブランケッ
    トであって、 一方の側部に金属被覆フィルムを有する多重ポリイミド
    層を含む反射スタックと、 前記反射スタックを互いに固定する結合層と、 前記サーマルブランケットの外部表面を覆うように前記
    結合層と前記反射スタックの周囲を包み且つ前記サーマ
    ルブランケットの内部表面にヘムを形成する外部カバー
    層と、からなることを特徴とするサーマルブランケッ
    ト。
  2. 【請求項２】 前記金属被覆フィルム層は、単一の方向
    に向けられ且つ互いに接触しないことを特徴とする請求
    項１記載のサーマルブランケット。
  3. 【請求項３】 前記結合層は、ポリイミドテープ、導電
    性接着剤を有するアルミニウム箔テープ及びカーボンを
    含有するポリイミドフィルムの層からなることを特徴と
    する請求項１記載のサーマルブランケット。
  4. 【請求項４】 前記反射スタックの各層は、前記サーマ
    ルブランケットのガス抜きが可能となるように孔が開け
    られていることを特徴とする請求項１記載のサーマルブ
    ランケット。
  5. 【請求項５】 前記外部カバー層の最外部金属被覆層
    は、孔が開けられていないことを特徴とする請求項１記
    載のサーマルブランケット。
  6. 【請求項６】 受動的相互変調防止サーマルブランケッ
    トであって、 一方の側部に金属被覆フィルムを有する多重ポリエステ
    ル層を含む反射スタックと、 前記反射スタックを互いに固定する結合層と、 前記サーマルブランケットの外部表面を覆うように前記
    結合層と前記反射スタックの周囲を包み且つ前記サーマ
    ルブランケットの内部表面にヘムを形成する外部カバー
    層と、からなることを特徴とするサーマルブランケッ
    ト。
  7. 【請求項７】 前記金属被覆フィルム層は、単一の方向
    に向けられ且つ互いに接触しないことを特徴とする請求
    項６記載のサーマルブランケット。
  8. 【請求項８】 前記結合層は、ポリイミドテープ、導電
    性接着剤を有するアルミニウム箔テープ及びカーボンを
    含有するポリイミドフィルムの層からなることを特徴と
    する請求項６記載のサーマルブランケット。
  9. 【請求項９】 前記反射スタックの各層は、前記サーマ
    ルブランケットのガス抜きが可能となるように孔が開け
    られていることを特徴とする請求項６記載のサーマルブ
    ランケット。
  10. 【請求項１０】 前記外部カバー層の最外部金属被覆層
    は、孔が開けられていないことを特徴とする請求項６記
    載のサーマルブランケット。
  11. 【請求項１１】 受動的相互変調防止サーマルブランケ
    ット装置であって、 一方の側部に金属被覆フィルムを有する多重ポリイミド
    層を含む反射スタックと前記反射スタックを共に固定す
    る結合層と前記サーマルブランケットの外部表面を覆う
    ように前記結合層と前記反射スタックの周囲を包み且つ
    前記サーマルブランケットの内部表面にヘムを形成する
    外部カバー層とを各々含み且つ部分的に重なり合う複数
    の受動的相互変調防止サーマルブランケットパッチと、 前記パッチの隣接して重なり合う端部と接触する１以上
    の接地挿入物と、 前記パッチを絶縁するようにそれらの間に配置されるポ
    リイミド層と、 前記パッチを互いに結合するポリイミド層と、 前記サーマルブランケット装置の外部表面を覆うように
    複数のパッチの周囲を包み且つ前記サーマルブランケッ
    ト装置の内部表面にヘムを形成する外部カバー層と、を
    含むことを特徴とする装置。
  12. 【請求項１２】 前記金属被覆フィルム層は、単一の方
    向に向けられ且つ互いに接触しないことを特徴とする請
    求項１１記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記結合層は、ポリイミドテープ、導
    電性接着剤を有するアルミニウム箔テープ及びカーボン
    を含有するポリイミドフィルムの層からなることを特徴
    とする請求項１１記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記反射スタックの各層は、前記サー
    マルブランケットのガス抜きが可能となるように孔が開
    けられていることを特徴とする請求項１１記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記パッチの結合層と反射スタックの
    周囲を包む前記金属被覆外部カバー層は、孔が開けられ
    ていないことを特徴とする請求項１１記載の装置。
  16. 【請求項１６】 受動的相互変調防止サーマルブランケ
    ット装置であって、 一方の側部に金属被覆フィルムを有する多重ポリエステ
    ル層を含む反射スタックと前記反射スタックを共に固定
    する結合層と前記サーマルブランケットの外部表面を覆
    うように前記結合層と前記反射スタックの周囲を包み且
    つ前記サーマルブランケットの内部表面にヘムを形成す
    る外部カバー層とを各々含み且つ部分的に重なり合う複
    数の受動的相互変調防止サーマルブランケットパッチ
    と、 前記パッチの隣接して重なり合う端部と接触する１以上
    の接地挿入物と、 前記パッチを絶縁するようにそれらの間に配置されるポ
    リイミド層と、 前記パッチを互いに結合するポリイミド層と、 前記サーマルブランケット装置の外部表面を覆うように
    複数のパッチの周囲を包み且つ前記サーマルブランケッ
    ト装置の内部表面にヘムを形成する外部カバー層と、を
    含むことを特徴とする装置。
  17. 【請求項１７】 前記金属被覆フィルム層は、単一の方
    向に向けられ且つ互いに接触しないことを特徴とする請
    求項１６記載の装置。
  18. 【請求項１８】 前記結合層は、ポリイミドテープ、導
    電性接着剤を有するアルミニウム箔テープ及びカーボン
    を含有するポリイミドフィルムの層からなることを特徴
    とする請求項１６記載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記反射スタックの各層は、前記サー
    マルブランケットのガス抜きが可能となるように孔が開
    けられていることを特徴とする請求項１６記載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記パッチの結合層と反射スタックの
    周囲を包む前記金属被覆外部カバー層は、孔が開けられ
    ていないことを特徴とする請求項１６記載の装置。
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