弹道气枪和模拟月球岩石有助于寻找耐用的太空织物

工程师们用类似玄武岩的模拟月球岩石撞击潜在的宇航服材料,以观察这些材料在月球表面的支撑力。

月球表面是一个恶劣的环境,没有空气、低重力、灰尘和微陨石——微小的岩石或金属颗粒——飞行速度超过22000英里/小时。

这些条件可能对宇航员、他们的住所和航天器构成危险。

美国宇航局格伦研究中心弹道撞击实验室的工程师正在努力帮助该机构为未来的阿尔忒弥斯任务选择材料,并预测它们在月球表面的性能。

该创新实验室的特点是拥有一支40英尺长的气枪,能够以每秒3000英尺的速度发射。该实验室已成为美国宇航局的目的地,因为它研究了从鸟类与飞机碰撞到航天器弹道撞击等各种情况。

现在,这个团队已经被召集来测试几种不同的纺织品,这些纺织品将在阿耳特弥斯登月和其他任务中保护人类。

弹道撞击实验室的技术负责人迈克·佩雷拉说:“如果物体受压,泄漏可能是灾难性的,这取决于泄漏的大小和速度。”。“为了确保设备和材料的可靠性,进行这种弹道撞击试验对于美国宇航局的各种航空和空间探索任务至关重要。”

在第一系列测试中,研究小组评估了美国宇航局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,但如果受到撞击,则非常坚硬。

为了评估潜在的织物,并估计需要多少层才能阻止微陨石穿透,工程师们使用该设施的气枪在各种织物上发射钢球轴承。该团队将气枪连接到一个真空室,以消除空气阻力,使其射击速度更快,同时一套传感器和高速摄像机测量每种材料吸收或偏转能量的情况。

由此产生的冲击使每一种织物都濒临失败的边缘,无法更好地理解耐久性的上限,也无法确保每一种织物都能应对恶劣、恶劣的空间探索环境。

测试的其他材料包括可用于在月球表面和轨道上进行舱外活动的宇航服。佩雷拉说,了解材料对撞击的反应对于宇航员的安全非常重要。

复合材料是一种物质的组合,其中包括用于强度的纤维和用于传递应力和能量的粘结树脂。为了评估这些潜在材料,工程师们使用实验室的垂直撞击落差测试仪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。

美国宇航局约翰逊航天中心的工程师们正在分析弹道测试数据,以确定哪种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能够捕获空间碎片的材料。鉴于易于使用和减少发射质量,新型更轻更强的气凝胶可能是开发和部署太空设备的关键。

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