NASA使用弹道气枪并模拟月球岩石以找到耐用的太空织物

2021年09月14日 15:01 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒报道,月球表面是一个恶劣的环境,那里没有空气、低重力、灰尘和微陨石--微小的岩石或金属颗粒--的飞行速度超过22000英里/小时。这些条件会对宇航员、他们的住所和航天器构成危险。 NASA格伦研究中心弹道冲击实验室的工程师正在努力帮助该机构为未来的Artemis任务选择材料并预测它们在月球表面的表现。

这个创新的实验室拥有一把40英尺长的气枪,它能以每秒3000英尺的速度发射,其已经成为NASA的一个首选目的地,因为它正在研究从鸟类跟飞机碰撞的影响到对航天器的弹道冲击等情况。

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现在,该团队被要求测试几种不同的织物,这些织物将在Artemis登月和其他任务中保护人类。

弹道冲击实验室的技术负责人Mike Pereira说道:“如果物体是加压的,泄漏可能是灾难性的,这取决于泄漏的大小和速度。进行这种类型的弹道冲击试验对NASA的各种航空和空间探索任务至关重要,从而确保设备和材料的可靠性。"

在首个系列测试中,该团队评估了NASA正在考虑用于栖息地的材料,这些材料被设计为相对柔软和灵活,但如果被击中则非常坚硬。

为了评估潜在的织物并衡量需要多少层才能阻止微陨石的穿透,工程师们使用该设施的气枪向各种织物发射钢珠轴承。该团队将气枪连接到一个真空室以消除空气阻力从而使其能更快地射击,同时一套传感器和高速摄像机测量每种材料如何吸收或偏转能量。

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由此产生的冲击将每种织物带到了失败的边缘,这样,研究人员才能更好地了解耐用性的上限并确保每种织物都能应对太空探索的严酷、惩罚性环境。

测试的其他材料包括可用于月球表面和轨道上舱外活动的航天服。Pereira指出,了解材料对冲击的反应对宇航员的安全非常重要。

复合材料是各种物质的组合,其中包括用于提高强度的纤维和用于传递应力和能量的粘结树脂。为了评估这些潜在的材料,工程师们使用实验室的垂直冲击落下试验器,进而将玄武岩制成的模拟月球岩石投掷到潜在的宇航服材料上。

NASA约翰逊航天中心的工程师们正在分析弹道测试数据以确定哪些材料最适合各种月球探测项目。

格伦团队的下一个挑战是测试可以捕获空间碎片的材料。考虑到使用的方便性和发射质量的减少,更轻更强的新型气凝胶可能是开发和部署空间设备的关键。

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