太空探索一直以來都是人類勇敢前行的領(lǐng)域，但太空的極端環(huán)境對(duì)人造物體和宇航員構(gòu)成了巨大挑戰(zhàn)，如圖1。在這個(gè)領(lǐng)域，新的創(chuàng)新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，以改進(jìn)空間站、航天服和其他太空設(shè)備的性能，使它們更加堅(jiān)固和智能。航空級(jí)電子紡織品，或者更貼切地說，太空皮膚，就是這個(gè)領(lǐng)域新的創(chuàng)新技術(shù)成果。

圖1 神舟十八號(hào)航天員李廣蘇結(jié)束出艙任務(wù)返回艙內(nèi)的畫面。新華社記者 李杰 攝 

太空環(huán)境對(duì)人造物體的威脅無所不在，包括電離輻射、紫外線輻射、溫度變化、原子氧侵蝕以及高速?zèng)_擊體。保護(hù)宇航員和太空設(shè)備的最外層通常是由緊密編織的紡織材料制成，這些材料將在長期任務(wù)中保護(hù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。例如，國際空間站的外部使用的是聚四氟乙烯涂覆的玻璃纖維（如圖2），而航天服的外皮通常由Nomex、Gore-Tex和Kevlar混合材料構(gòu)成。這些材料在長時(shí)間內(nèi)都表現(xiàn)出色，但它們通常是被動(dòng)的，無法主動(dòng)感應(yīng)和作用。

圖2 聚四氟乙烯涂覆的玻璃纖維（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

受到電子紡織技術(shù)的啟發(fā)，研究人員提出了一種新的理念，就是將感應(yīng)纖維編織到傳統(tǒng)的紡織材料中，以實(shí)現(xiàn)太空皮膚的雙重保護(hù)和感應(yīng)功能。這個(gè)新型的航空級(jí)電子紡織品能夠在長期太空任務(wù)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用是在Beta布（國際空間站最外層外皮所使用的材料）中直接編織壓電紗。這個(gè)過程允許在Beta布中嵌入感應(yīng)功能，從而使其能夠?qū)崟r(shí)感知局部條件。同時(shí)，還提出了用于太空皮膚的高速等離子體發(fā)射感應(yīng)的設(shè)計(jì)。

太空皮膚具有兩個(gè)重要功能：

損傷檢測：高速?zèng)_擊體可能對(duì)太空設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p害，即使是微米級(jí)的沖擊體也一樣。通過太空皮膚的感應(yīng)功能，我們可以更快地診斷和修復(fù)太空資產(chǎn)上的沖擊損傷，因?yàn)樘掌つw覆蓋了衛(wèi)星的大片區(qū)域。

科學(xué)貢獻(xiàn)：如果主動(dòng)皮膚被廣泛采用，將有機(jī)會(huì)收集到關(guān)于太陽系中沖擊體分布的大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)具有空間和時(shí)間分辨率。此外，對(duì)沖擊體組成的表征也有助于更廣泛地搜索含有有機(jī)化合物或氨基酸的太空塵埃，這對(duì)于有關(guān)生命起源的理論非常重要。

航空級(jí)電子紡織品的出現(xiàn)標(biāo)志著太空技術(shù)的不斷進(jìn)步，為人們在太空中更加安全和智能地進(jìn)行探索提供了新的途徑。太空皮膚的創(chuàng)新設(shè)計(jì)將有望成為未來太空任務(wù)的關(guān)鍵組成部分，幫助人們更好地理解宇宙并保護(hù)太空資產(chǎn)。在未來，人們可以期待看到更多創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展，以推動(dòng)太空探索走得更遠(yuǎn)。

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