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听说,未来火星上的“房子”居然是纺织品做的?

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-09-21  来源:纺织导报  浏览次数:106
核心提示:作为全球最大的在轨航天器,国际空间站(ISS)已实现连续有人驻留超过15年,并在空间应用领域取得了众多成果。在此基础上,NASA
       作为全球最大的在轨航天器,“国际空间站”(ISS)已实现连续有人驻留超过15年,并在空间应用领域取得了众多成果。在此基础上,NASA已经在为登陆火星创建可行的太空栖息地建筑方案,如作为其“世纪挑战项目”(Centennial Challenges Program)的一部分,NASA自2014年开始举办分阶段的太空栖息地3D打印挑战赛。

 

国际空间站

 

尽管3D打印太空居所的方案看起来遥不可及,但2016年4月NASA将一个名为BEAM(the Bigelow Expandable Activity Module)的球型充气式太空栖息实验模型搭载SpaceX Dragon货运飞船送到国际空间站进行测试,则表明NASA的火星栖息地计划开始进入实质性阶段,同时也说明充气式太空栖息地设计是目前能将栖息地建筑送入太空的最佳方案之一。


BEAM在国际空间站进行测试


BEAM由Bigelow Aerospace公司研制,研究人员介绍,充气式太空栖息地的优势在于其可以将大型的结构压缩在很小的货舱内运送到太空,从而大量节约运输成本。为了耐受太空环境,BEAM的柔性结构由包含Kevlar®纤维在内的多层耐环境的织物组成。

经过 1 年的测试,2017年NASA公布证实了BEAM可以保护宇航员不受微流星体和空间碎片的伤害,并将继续测试其是否能够保护宇航员不受空间射线伤害,原定在国际空间站 2 年的测试期或将延长。

 

BEAM中的柔性织物

 

此外,在其他诸多火星栖息地设计中都可见充气式的设计,如在2012年举办的第42届国际环境系统会议(42nd International Conference on Environmental Systems)上,英国斯特拉斯格莱德大学和法国国际空间大学的研究者就公布了一种为火星设计的充气式太空栖息地Mars base 10。

 

Mars base 10效果图


其充气式结构材料由气囊材料、约束材料和屏蔽材料组成,其中气囊材料采用PA/胶黏剂/PE/EVOH/PE/胶黏剂/PA复合材料,使材料的耐湿性能和机械强度达到最佳;为了增加充气结构的刚性,增加了1层由Kevlar® 49纤维构成的约束层,并通过在约束层中织入光纤,可以更好地调整Mars base 10的膨胀形状以满足特定的任务要求。

 

Mars base 10柔性复合材料充气展开过程模拟图

 

再如,由荷兰非营利性组织“火星一号”基金会和瑞士“火星一号”公司的Mars One项目,以及波兰建筑师Janek Kozicki和Joanna Kozicka设计的Martian base火星栖息地都使用了充气结构概念。这些充气结构多由膜结构柔性复合材料或纺织柔性复合材料制成。

 

Mars One项目效果图

 

Martian base火星栖息地充气展开效果图

 

纺织柔性复合材料

纺织柔性复合材料是由纺织增强材料经涂层等后整理工艺制成的具有高强、高模、高断裂伸长、质地柔软的一种复合材料,广泛应用于工农业、能源、交通运输、土木建筑、航空航天等领域,具有非常大的发展前景。我国在这一领域的研究起步较晚,关键技术和加工水平相对落后,目前还无法满足我国高端市场的需求,绝大多数需要进口。

 

 

《纺织工业“十三五”科技进步纲要》中,纺织柔性复合材料作为高性能产业用纺织品加工关键技术,提出了未来的研究方向和目标,指出需要进一步研究:高性能纤维的特种整经、 编织与功能涂层技术;高强抗老化、自清洁纺织柔性复合材料及在膜结构、缓冲囊体、输送带领域应用技术;制定产品标准、生产与应用规范。未来,纺织柔性复合材料的研究开发值得行业关注。

 

 
 
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