我(wo)們(men)(men)目(mu)前比以往任(ren)何時候都更加依靠衛星和(he)(he)飛(fei)行器在(zai)(zai)空(kong)間進行通(tong)信。他們(men)(men)幫助我(wo)們(men)(men)提(ti)供(gong)電視(shi)畫面、電話和(he)(he)多種通(tong)信信號，然(ran)而他們(men)(men)需要在(zai)(zai)惡劣的環境中進行工作(zuo)和(he)(he)生(sheng)存。人(ren)造(zao)衛星能夠完成這些任(ren)務，都是基(ji)于制造(zao)它們(men)(men)的獨特(te)材料(liao)。
在(zai)(zai)太空(kong)中使用的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)，往往不是(shi)人類創造的(de)(de)最(zui)先(xian)進的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)，而我們正在(zai)(zai)不斷(duan)地研究和(he)創造新的(de)(de)和(he)改(gai)進的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)。這些材(cai)(cai)料(liao)需(xu)要(yao)具(ju)有許多獨特的(de)(de)性能(neng)，才能(neng)有效的(de)(de)在(zai)(zai)太空(kong)工(gong)作(zuo)。
太空中需要的材料功能
衛星是(shi)一(yi)個不斷地移動(dong)遠離和(he)(he)靠近太陽的(de)(de)直接熱量的(de)(de)物件，以(yi)一(yi)個穩(wen)定的(de)(de)溫(wen)度(du)流(liu)，這(zhe)可(ke)能會(hui)導致其膨脹和(he)(he)收(shou)縮。結果是(shi)，科學家們(men)考慮的(de)(de)是(shi)，盡管溫(wen)度(du)發(fa)生變化，材料依然(ran)保持它的(de)(de)尺寸(cun)和(he)(he)形狀，這(zhe)被稱(cheng)為尺寸(cun)穩(wen)定性。
在太(tai)空中(zhong)，這些(xie)空間結構需要能夠承受(shou)其獨特的惡劣環境。這是一(yi)種材料(liao)的環境穩定性。在太(tai)空中(zhong)，這意味(wei)著該材料(liao)可以保(bao)持穩定，盡(jin)管輻射和太(tai)空的真(zhen)空條(tiao)件(jian)存在著。
一(yi)種新材料(liao)在(zai)(zai)太空(kong)中使用所(suo)需(xu)的(de)(de)最重要特性是強度和剛(gang)度。當一(yi)個物件(jian)在(zai)(zai)圍繞地(di)球的(de)(de)軌道上運動(dong)，將經受難(nan)以置(zhi)信的(de)(de)力，這(zhe)將撕開相對脆(cui)弱的(de)(de)結(jie)構(gou)。
單(dan)單(dan)衛星的發射就可以使材料承受(shou)高達(da)三倍重(zhong)力(li)的力(li)量，這意(yi)味著每個組件將重(zhong)達(da)在(zai)(zai)地(di)球上的三倍多。該材料必須保持其完整(zheng)性而不折斷，或者在(zai)(zai)巨大的力(li)量下(xia)彎曲，否則衛星到(dao)達(da)太空后將無(wu)法正常工(gong)作(zuo)。
一旦(dan)衛星在(zai)太空中，它必(bi)須(xu)在(zai)微重力(li)下保持功(gong)能，其(qi)中的(de)部分材料將比他們(men)在(zai)地球上的(de)重量更少。這種引力(li)的(de)強度變化意(yi)味著，所用的(de)材料必(bi)須(xu)是令人難以(yi)置信的(de)多(duo)適用性和(he)有(you)獨特的(de)完整性。
該(gai)空間結構還(huan)必須(xu)能夠承受來自衛星內部的(de)機艙壓力(li)。在(zai)國際空間站里，內部的(de)氧氣能對表面每英寸產生(sheng)高達(da)15磅的(de)力(li)量。
如果(guo)材料(liao)不夠堅固，能承受每英寸15磅(bang)的(de)力，就可能造成(cheng)破裂并導(dao)致漏氣，這會威脅飛行器中(zhong)的(de)每個人的(de)生命。
另一(yi)個(ge)威脅到衛星的是拋彈物的數(shu)量(liang)，很(hen)多都(dou)會(hui)與衛星發生碰撞接觸(chu)。解(jie)散的人造衛星彈片會(hui)圍繞地(di)球軌道(dao)運動，最后作為(wei)軌道(dao)的太空垃圾(ji)。
這些(xie)高速的(de)廢(fei)銅爛鐵可以(yi)撕碎新的(de)仍在運行的(de)衛(wei)星，如果使用的(de)材(cai)料沒有強大(da)到足以(yi)擺脫這些(xie)“炮彈”。
除了這些人造的人造衛星威脅，太(tai)空中的流(liu)星速度可以(yi)達到42公里/秒（比子彈(dan)快），同(tong)樣可以(yi)顯著威脅到衛星。
當衛(wei)星發射到地球軌道的(de)(de)時候，已經是昂(ang)貴的(de)(de)冒險，所考(kao)慮的(de)(de)材料(liao)必須(xu)在經濟上可行(xing)。科學(xue)家們必須(xu)考(kao)慮制造(zao)材料(liao)多么昂(ang)貴，以及(ji)測試(shi)材料(liao)的(de)(de)費用。