人造卫星和空间结构中的材料（一）

　　我们目前比以往任何时候都更加依靠卫星和飞行器在空间进行通信。他们帮助我们提供电视画面、电话和多种通信信号，然而他们需要在恶劣的环境中进行工作和生存。人造卫星能够完成这些任务，都是基于制造它们的独特材料。 　　在太空中使用的材料，往往不是人类创造的最先进的材料，而我们正在不断地研究和创造新的和改进的材料。这些材料需要具有许多独特的性能，才能有效的在太空工作。 　　太空中需要的材料功能 　　卫星是一个不断地移动远离和靠近太阳的直接热量的物件，以一个稳定的温度流，这可能会导致其膨胀和收缩。结果是，科学家们考虑的是，尽管温度发生变化，材料依然保持它的尺寸和形状，这被称为尺寸稳定性。 　　在太空中，这些空间结构需要能够承受其独特的恶劣环境。这是一种材料的环境稳定性。在太空中，这意味着该材料可以保持稳定，尽管辐射和太空的真空条件存在着。 　　一种新材料在太空中使用所需的最重要特性是强度和刚度。当一个物件在围绕地球的轨道上运动，将经受难以置信的力，这将撕开相对脆弱的结构。 　　单单卫星的发射就可以使材料承受高达三倍重力的力量，这意味着每个组件将重达在地球上的三倍多。该材料必须保持其完整性而不折断，或者在巨大的力量下弯曲，否则卫星到达太空后将无法正常工作。 　　一旦卫星在太空中，它必须在微重力下保持功能，其中的部分材料将比他们在地球上的重量更少。这种引力的强度变化意味着，所用的材料必须是令人难以置信的多适用性和有独特的完整性。 　　该空间结构还必须能够承受来自卫星内部的机舱压力。在国际空间站里，内部的氧气能对表面每英寸产生高达15磅的力量。 　　如果材料不够坚固，能承受每英寸15磅的力，就可能造成破裂并导致漏气，这会威胁飞行器中的每个人的生命。 　　另一个威胁到卫星的是抛弹物的数量，很多都会与卫星发生碰撞接触。解散的人造卫星弹片会围绕地球轨道运动，最后作为轨道的太空垃圾。 　　这些高速的废铜烂铁可以撕碎新的仍在运行的卫星，如果使用的材料没有强大到足以摆脱这些“炮弹”。 　　除了这些人造的人造卫星威胁，太空中的流星速度可以达到42公里/秒（比子弹快），同样可以显著威胁到卫星。 　　当卫星发射到地球轨道的时候，已经是昂贵的冒险，所考虑的材料必须在经济上可行。科学家们必须考虑制造材料多么昂贵，以及测试材料的费用。 链接：人造卫星和空间结构中的材料（二）