自从太空飞行开始以来 ， 超过9000颗卫星已经发射进入轨道 。 但是伴随着发射率呈指数级的增加 ， 太空大概会变得更加忙碌 。 除了目前在地球轨道上的每个卫星外 ， 他们周围有100000吨的碎片 ， 对于我们去追踪 ， 他们大多数都太小 。 但是现在微小的东西对于一个航天器有多少伤害呢？并且我们怎样做来保护国际空间站不受到危险？
在影像中 ， 我们将要看看太空背后强大的物理影响 。 我们也将去看看使用不同的方法去保护国际空间站和我们怎样把他们放在地球测试？在地球周围的所有的事物中 ， 只有比棒球大的东西能被追踪到 。 如果一个航天器在轨道上与一片碎片相撞 ， 它做出的动作是为了避免被完全摧毁 。
但是对于数百万的微小碎片不能被追踪 ， 碰撞仍然是具有灾难性的 。 一个重量为0.2克的雨滴将落在你的头上并伴随着大概0.8毫焦耳的能量 。 但是相同的雨滴在周围飞太空的碎片来说能量增加一百万倍 ， 尽管它的速度只快了1000倍 。 速度之所以不同是因为在动能公式中 ， 质量是成正比的 ， 但速度是平方 。 这对科学家来说显然不是什么新鲜事 。 但是当在太空的真空中工作时 ， 这些微小碎片的影响是不可避免的 。 甚至像油漆这样的事物会导致撞击在航天飞机的窗户上 。 来自地球轨道外的微流星体它们将每秒20千米的速度在地球上空移动 。
由于国际空间站有整个足球场这么大 ， 其始终处于可能被太空中航天器碎片击中的范围（碎片弹道）之内 。 在空间站上时 ， 宇航员克里斯·哈德菲尔德拍摄了一张照片:一块太阳帆板上有一个子弹大小的贯穿它的洞 。 为了保护如国际空间站这么大的物体 ， 而不是用厚重的镀层护板 ， 其上使用了一种叫做“惠普护罩”的东西 。 它由一个薄外壁 ， 一个小的间隙和一个厚内壁组成 。 外壁能够承受的撞击速度并不大 ， 但其可以将那些抛射体粉碎成更小的碎片 。 这意味着动能将被分散到在内壁上许多更小的撞击之中 。
在防护罩的一些区域 ， 两壁之间的空隙中填充有高冲击抗性材料 ， 如凯夫拉尔合成纤维或氧化铝 。 在国际空间站上 ， 有超过一百种不同的防护配置 ， 充当着那个需要在重量和防护量值之间找寻的平衡 。 幸运的是 ， 我们能够在地球上对这些类型的撞击进行大量的测试 。 由于典型的“枪”不能产生轨道速度 ， 科学家们在上世纪60年代发明了一种叫做“轻气枪”的东西 。 其工作原理是用爆炸的冲击来推动活塞并压缩密封气体室中的气体 。 气体室的末端有一个薄爆破片 ， 上面刻有一个十字 ， 可以在特定压力下爆破 。
一旦爆炸 ， 气体的快速膨胀会将抛射物加速到轨道速度 。 这是一个展示微小的物体能够对一块铝做什么的例子 。 这个实验中的抛射物是由聚碳酸酯制成的 ， 重量只有7克 。 但当它以7公里/秒的速度与铝块相撞时 ， 它划出了一个比自身直径宽5倍、深5倍的弹坑 。
为了了解轨道撞击时发生了什么 ， 其有助于我们分阶段观察撞击 。 当冲撞体与目标撞击时 ， 冲撞体会急剧减速 ， 这会同时压缩撞击体和被撞击的目标 。 当两个物体受到的压力都增加时 ， 其温度会升高到足以融化撞击区域并使撞击体蒸发的水平 。 两个物体的压缩过程会通过物体释放出足以撕碎材料强度的冲击波 。 所有这些仅仅发生在一瞬间 ， 这就意味着国际空间站上的宇航员永远不能观察到此 。
但目前 ， 正有一个可以为国际空间站提供更好保护的措施在研究之中 。 尽管目前的绳壮防护盾在墙壁之间使用了合成纤维B和氧化铝 ， 但其仍有可能被一种可以执行所谓的快速刺穿-迅速愈合的新材料所替代 。 这就涉及到用液体替换绳状保护盾的填充物 。 当碎屑高速穿过该保护盾时 ， 其产生的热量和与保护盾的摩擦会刺激该液体流入孔中并凝固变硬 ， 堵塞住产生的孔 。 一项该液体在一秒钟内密封住了孔的实验 ， 涉及到了该液体与氧气的反应 。 随着我们逐渐把人类发送到不可追溯的空间碎片领域 ， 这样的保护盾也需要快速地不断迭代 。
【太空|太空碎片的力量究竟有多大？】保护盾越轻 ， 越容易被修复的特性 ， 对未来到火星甚至更远的长途探索旅行将会是至关重要的 。 无论如何 ， 我们非常感谢每天都保护着我们的 ， 围绕在地球周围的大气层 。 为您关于Squarespace的业务创建一个网站极其容易 。 如果您是艺术家或摄影师 ， 拥有一个大家都赞赏并愿意购买您作品的多合一的地方是非常重要的 。 在许多预先设计的模板中选择 ， 可以帮助您快速创建一个展示您作品的专业网站 。
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