复杂独特的技术——宇航服材料的秘密
宇航服是当今上复杂和独特的技术之一。它的本质功能是作为宇航员的小型私人飞行器,为他们提供在太空中生存所需要的保护。由于在太空生存具有绝对的复杂性,就有许多组件和材料进入了宇航服的设计之中。
1 多层的舱外移动单元(EMU)
现代宇航服由14层不同的材料组成,所有这些材料都通过自己的功能维持着宇航员的生存。
液体冷却通风层
里面的三层组成液体冷却通风服。这层衣服是由薄薄的一层弹性纤维构成,用来保持身体舒适和凉爽。它通过使用约300英尺的管路,在氨纶纤维的表面运载冷水,从而让液体保持宇航员的体温正常。
水来自宇航员的背包或飞船的连接带,以及把宇航员的汗水和呼出气体中的水蒸气作为再生水。

气密限制层
通风层上面的一层是气密限制层,这可以说是对宇航员的生存为重要的一层材料。气密限制层能够保持适当的动态压力来保护宇航员,它通过容纳一定量的氧气做到了这一点,这些氧气将提供宇航员在密闭限制层的封闭空间内呼吸使用。
气密限制层的目的与它的重要性直接相关,因为这层材料确保了适合宇航员的身体形状。您可能会在一个帐篷里发现与这一层相同的材料,当然,那是有助于保持你的帐篷的形状,而不是宇航服的气密限制层的形状。
防破裂层
再上一层是专门设计用来抵抗任何撕裂的,破裂一旦发生,与太空的任何物质直接接触都是十分危险的,所以,这一层可恰当地称为防破裂层。
聚酯薄膜隔热层
防破裂层后有七层聚酯薄膜隔热层,聚酯材料以前通常用于食物的储存包装。这种隔热聚酯薄膜有助于稳定宇航员的体温,就像热水瓶或冷却器稳定你的食物温度一样。

宇航服的后一层
后一层由三种材料组成,每一种材料都有各自的目的。用于制造防弹背心的凯夫拉尔材料组成其中的一层,通常作为保护层。其他两层很有趣,因为它们用于几乎完全相反的目的,一个是防水的,另一个是防火的。
2 克服在太空中的阻碍
太空中的几乎每一个方面都是宇航服必须克服的障碍,因此宇航服的许多地方甚至比上面提到的各层要专业很多。
例如,因为没有地球大气层的保护,所以遮阳罩总是包含黄金,以帮助过滤太空中强烈的阳光。
这层与头盔串接工作的遮阳罩,还包含了一个显著的抗冲击表面,以提供额外的热保护和防止可能与小的太空碎片相遇的影响。
即使是头盔里面起雾这样一个小的障碍,也要求在每一次太空行走之前喷涂防雾的独特化合物。
太空中缺乏重力,就存在失去自己的工具和携带的其他物品的风险,因此宇航服的指尖都覆盖着橡胶材料来帮助宇航员保持抓紧物体。
太空的极度寒冷以及肢体对这些因素的敏感性,要求太空手套在它们的指尖有微型加热器。所有这些部分,尽管是宇航服的功能所必需的, 但增加的重量和庞大的体积却对宇航服不利,以致终使其重量达到130公斤左右。

3 使用玻璃纤维
你如何做一个材料足以让所有这些零件都很坚固呢?答案是使用玻璃纤维。
玻璃纤维确实是由玻璃制成,所用的玻璃就像你看到的窗户或玻璃碗那样,但它是由熔融玻璃通过一个非常小的孔来制造的纤维,而不是您可能看到过的其他吹制玻璃产品。
然后极细的玻璃纤维编织在一起,并与树脂结合来给它一个坚固、质轻的弹性形状。上述的玻璃纤维常用于制造包括从船只到飞机的许多不同产品。
然而,在这里,它是用来构建宇航服坚固的上半身部分,它的强度要足以支持航天服的头盔、生命背包、控制组件、胳膊和腿。
4 未来的宇航服材料
研究人员正不断寻找新的材料来构建未来的宇航服,我们可能离现代宇航服的完全重新设计并不会太远。麻省理工学院的研究人员正在研究的形状记忆合金线圈,正向我们展示出令人难以置信的结果。
形状记忆合金线圈本质上是加热时能够返回到原来未伸缩时形状的弹簧。使用这些串联在袖口的形状记忆合金线圈而产生的压力,要与维持人类在太空中所需的压力相匹配。
现代宇航服通过一个气体室来实现这种压力,但这些未来的宇航服将通过宇航员周围的机械挤压实现这种压力。这意味着这些未来的宇航服会比当今的宇航服的体积小很多。
由形状记忆合金制成的宇航服的另一个独特的性质是:当它返回到原来的形状时,它会压紧在宇航员身体周围,然后当冷却它时,它就将伸展,让宇航员出来。
在这套衣服成为现实之前,仍有许多设计上的挑战,但这一概念仍非常令人激动,也许我们很快就会看到科幻小说中光洁柔滑的宇航服了。
更多信息请关注复合材料信息网http://www.cnfrp.com
1 多层的舱外移动单元(EMU)
现代宇航服由14层不同的材料组成,所有这些材料都通过自己的功能维持着宇航员的生存。
液体冷却通风层
里面的三层组成液体冷却通风服。这层衣服是由薄薄的一层弹性纤维构成,用来保持身体舒适和凉爽。它通过使用约300英尺的管路,在氨纶纤维的表面运载冷水,从而让液体保持宇航员的体温正常。
水来自宇航员的背包或飞船的连接带,以及把宇航员的汗水和呼出气体中的水蒸气作为再生水。

气密限制层
通风层上面的一层是气密限制层,这可以说是对宇航员的生存为重要的一层材料。气密限制层能够保持适当的动态压力来保护宇航员,它通过容纳一定量的氧气做到了这一点,这些氧气将提供宇航员在密闭限制层的封闭空间内呼吸使用。
气密限制层的目的与它的重要性直接相关,因为这层材料确保了适合宇航员的身体形状。您可能会在一个帐篷里发现与这一层相同的材料,当然,那是有助于保持你的帐篷的形状,而不是宇航服的气密限制层的形状。
防破裂层
再上一层是专门设计用来抵抗任何撕裂的,破裂一旦发生,与太空的任何物质直接接触都是十分危险的,所以,这一层可恰当地称为防破裂层。
聚酯薄膜隔热层
防破裂层后有七层聚酯薄膜隔热层,聚酯材料以前通常用于食物的储存包装。这种隔热聚酯薄膜有助于稳定宇航员的体温,就像热水瓶或冷却器稳定你的食物温度一样。

宇航服的后一层
后一层由三种材料组成,每一种材料都有各自的目的。用于制造防弹背心的凯夫拉尔材料组成其中的一层,通常作为保护层。其他两层很有趣,因为它们用于几乎完全相反的目的,一个是防水的,另一个是防火的。
2 克服在太空中的阻碍
太空中的几乎每一个方面都是宇航服必须克服的障碍,因此宇航服的许多地方甚至比上面提到的各层要专业很多。
例如,因为没有地球大气层的保护,所以遮阳罩总是包含黄金,以帮助过滤太空中强烈的阳光。
这层与头盔串接工作的遮阳罩,还包含了一个显著的抗冲击表面,以提供额外的热保护和防止可能与小的太空碎片相遇的影响。
即使是头盔里面起雾这样一个小的障碍,也要求在每一次太空行走之前喷涂防雾的独特化合物。
太空中缺乏重力,就存在失去自己的工具和携带的其他物品的风险,因此宇航服的指尖都覆盖着橡胶材料来帮助宇航员保持抓紧物体。
太空的极度寒冷以及肢体对这些因素的敏感性,要求太空手套在它们的指尖有微型加热器。所有这些部分,尽管是宇航服的功能所必需的, 但增加的重量和庞大的体积却对宇航服不利,以致终使其重量达到130公斤左右。

3 使用玻璃纤维
你如何做一个材料足以让所有这些零件都很坚固呢?答案是使用玻璃纤维。
玻璃纤维确实是由玻璃制成,所用的玻璃就像你看到的窗户或玻璃碗那样,但它是由熔融玻璃通过一个非常小的孔来制造的纤维,而不是您可能看到过的其他吹制玻璃产品。
然后极细的玻璃纤维编织在一起,并与树脂结合来给它一个坚固、质轻的弹性形状。上述的玻璃纤维常用于制造包括从船只到飞机的许多不同产品。
然而,在这里,它是用来构建宇航服坚固的上半身部分,它的强度要足以支持航天服的头盔、生命背包、控制组件、胳膊和腿。
4 未来的宇航服材料
研究人员正不断寻找新的材料来构建未来的宇航服,我们可能离现代宇航服的完全重新设计并不会太远。麻省理工学院的研究人员正在研究的形状记忆合金线圈,正向我们展示出令人难以置信的结果。
形状记忆合金线圈本质上是加热时能够返回到原来未伸缩时形状的弹簧。使用这些串联在袖口的形状记忆合金线圈而产生的压力,要与维持人类在太空中所需的压力相匹配。
现代宇航服通过一个气体室来实现这种压力,但这些未来的宇航服将通过宇航员周围的机械挤压实现这种压力。这意味着这些未来的宇航服会比当今的宇航服的体积小很多。
由形状记忆合金制成的宇航服的另一个独特的性质是:当它返回到原来的形状时,它会压紧在宇航员身体周围,然后当冷却它时,它就将伸展,让宇航员出来。
在这套衣服成为现实之前,仍有许多设计上的挑战,但这一概念仍非常令人激动,也许我们很快就会看到科幻小说中光洁柔滑的宇航服了。
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