自我疗愈飞船

建造宇宙飞船是一项艰巨的工作。它们是精密的工程部件,必须在没有空气的太空环境中生存,那里的温度在瞬间从摄氏几百度到零下几百度之间波动。一旦宇宙飞船进入轨道,工程师几乎没有机会修复任何损坏的东西。但如果宇宙飞船能自我修复呢?

多亏了一项由英国皇家科学院资助的新研究ESA的英国布里斯托大学宇航工程系进行的一般研究计划,工程师们迈出了一步。他们从大自然中获得灵感。

荷兰欧空局欧洲空间技术研究中心(ESTEC)的材料科学家克里斯托弗·塞姆普里莫希尼格博士主持了这项研究。他说:“当我们割伤自己时,我们不必把自己粘在一起,相反,我们有一个自我修复机制。我们的血液变硬,形成一个保护性的封条,让新的皮肤在下面形成。”。欧洲杯足球竞彩

他设想这种切割类似于宇宙飞船遭受的“磨损”。极端的温度可能会导致上层建筑出现小裂缝,就像微小行星(以每秒数公里的惊人速度移动的小尘埃颗粒)所造成的影响一样。在任务的整个生命周期中,裂缝会不断累积,削弱航天器,直到灾难性的故障不可避免。

Semprimoschnig面临的挑战是复制人类修复小裂缝的过程,防止裂缝进一步恶化。他和布里斯托尔的团队用含有粘性材料的中空纤维替换了穿过树脂复合材料(类似于制造宇宙飞船部件的树脂复合材料)的百分之几的纤维。欧洲杯足球竞彩具有讽刺意味的是,为了使这种材料能够自我修复,中空纤维必须由一种易碎的物质制成:玻璃。Semprimoschnig说:“当损伤发生时,纤维必须很容易破裂,否则它们就无法释放液体来填补裂缝并进行修复。”

在人类身上,空气与血液发生化学反应,使血液变硬。在空间的无空气环境中,交替的机械纹理必须填充液体树脂和特殊硬化剂,当纤维断裂时,这些硬化剂会泄漏并混合。两者都必须足够光滑,以迅速填充裂缝,并在其蒸发之前硬化。

Semprimoschnig说:“我们已经迈出了第一步,但至少还有十年的时间才能将这项技术应用到航天器上。”他认为,现在需要进行更大规模的测试。

自我修复航天器的前景为更长时间的任务开辟了可能性。好处是双重的。首先,将环绕地球轨道的航天器寿命延长一倍将使任务成本减少一半左右。其次,将航天器寿命延长一倍意味着任务规划者可以考虑到目前风险太大的太阳系遥远目的地的任务。

简而言之,自愈航天器预示着一个更可靠航天器的新时代,这意味着科学家可以获得更多数据,我们所有人都有可能获得更可靠的通信。

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