2008年08月21日 16:50
新的涂層將有助於研製蛋糕大小的衛星。（圖片提供:Prasanna Chandrasekhar）
由於一種新型保熱涂層的成功問世，未來航太器看起來要比今天的兄長們苗條許多。在8月19日於賓州費城召開的美國化學會年會上，研究人員拿出了新的證據，表明這種被稱為薄膜可變輻射電致變色裝置的新材料，能夠在太空的嚴酷環境中——包括微小隕石的碰撞——保護電子裝置和組件。專家表示，這種新材料能夠用來製造下一代的小型長效航太器。
美國宇航局（NASA）最初研製的首批航太器都非常簡單。例如，在50年前發射升空的“探索者”系列衛星由一些兩米多長的中空電子管構成，這些電子管的重量約為10公斤，並攜帶了比較原始的感測器以及簡單的無線電發射裝置。儘管這些在近地軌道飛行的小型航太器取得了一些發現——特別是地球磁層中的範艾倫輻射帶，但它們很快便在高達200攝氏度的高溫環境中化為灰燼。如今，現代航太器要更加皮實耐用，這主要是因為它們的體型要大得多——有些與校車類似，並且裝載有厚重的保護層以及精心製作的像軟百葉窗一般的熱障。與此同時，這些額外增加的重量也使得航太器的發射費用變得極為昂貴。
Ashwin-Ushas公司是美國新澤西州雷克伍德市的一家材料研究公司，該公司的研究人員尋思能夠重新回到過去的好日子。環境化學家Prasanna Chandrasekhar於是領導他的研究小組花費了5年的時間研製出一種材料，不但能夠反射熱量，同時還可以抵抗微小隕石的衝撞以及太空原子氧化的腐蝕效應。這種薄膜是由兩種成分組成的“三明治”，類似於聚脂薄膜。這種材料包括有一個傳導層，當暴露在太陽光下時，該傳導層能夠立即從深到淺變換顏色。這將有助於航太器迅速反射來自太陽的熱量。而同時，深色則能夠幫助航太器保持內部的溫暖。這種材料同時還有一個由鍺硅氧化物構成的外層，能夠反射熱量、抵抗腐蝕。
在這次會議上，Chandrasekhar報告說，這種材料在長達數周的與太空環境類似的測試中“倖免於難”，並且沒有降解。研究小組同時向這種材料發射小微粒和針頭，它同樣毫發無損。Chandrasekhar推斷，這種材料在以3萬公里的時速巡航時能夠抗得住微小隕石的撞擊。
得克薩斯州休斯敦市賴斯大學的材料科學家Boris Yakobson表示，這種材料的重量要大大輕於現有的熱障，因此具有極大的成本優勢，同時也使持久衛星的小型化成為了可能。而奧斯汀市得克薩斯大學的材料科學家Rodney Ruoff則對未來有關這種薄膜的抗衝撞實驗表示擔憂。他說：“或許射擊的微粒應該與微小隕石的構成及大小相倣，並且它們的速度也是必須考慮的問題。”
