纳米技术承诺未来在太空探索方面的创新但实际的进步。然而,历史应用揭示了自阿姆斯特朗和奥尔德伦第一次登上月球表面以来,这项技术如何影响和影响太空探索。 1977年发射的旅行者1号和2号探测器现在都超出了日光层(太阳的保护性气泡的外缘)。然而,自1969年以来,载人航天旅行一直局限于地球的自然卫星。幸运的是,过去50年取得的进展使科学家们能够理论和扩展,超出了我们在1969年的想法。
纳米技术:从日常使用到太空旅行
纳米技术是日常便利的背后,地球应用被用于太空。包括防晒霜,液晶显示器(LCD),有机发光二极管(OLED)和自清洁玻璃在内的产品直接影响了太空旅行的进步。怎么样?让我们以OLED为例。对普通用户来说,OLED意味着电视屏幕,MP3播放器(iPod就是一个很好的例子)和家用电脑的分辨率更高。用LCD取代旧的阴极射线管(CRT),现在最新的OLED意味着更薄更轻的技术,适用于全球和太空的显示屏设备。
OLED的发光电致发光层由有机化合物的薄膜制成。纳米技术组件在于在制造透明电极中使用碳纳米管。用于OLED的纳米颗粒基涂料也越来越受欢迎,因为它们保护设备免受环境损害,包括水,划痕和敲击。这些类型的DSE已经在家中使用(参见索尼的Bravia OLED 4K HDR)和太空旅行,因为它们更耐破损,并且需要更少的空间和动力来操作。随着OLED技术的发展,屏幕将很快成为可用的卷起DSE,原型已经在公开市场上销售。但OLED不是纳米技术为太空旅行带来的唯一帮助。
3D打印技术已经能够生产微型锂电池,其中一些已经在太空中使用,但科学家们也发现了纳米技术的应用。先进的印刷技术允许通过常规方法生产复杂且不可行的先进纳米级结构。想象一下,能够为太空中的机载计算机打印替代纳米处理器吗?
太空旅行的当前未来
纳米技术已经成为日常产品和服务的成熟现实,但太空旅行的过去和未来又如何呢?在航天飞机被美国宇航局退役之前,每次发射都要花费5亿美元。然后是1998年的Deep Space 1发射。使用电力推进系统(EP)来加速发射燃料的化学推进剂,NASA工程师对未来任务的潜在效率感到兴奋。未来的航天器可以配备带静电和加速的纳米粒子,而不是传统的火箭燃料。这将从根本上减少航天器的体积或尺寸,从而允许更加节省燃料的地球发射或增加的货物容量。
除了EP,科学家们一直在使用纳米粒子来构建日常服装。近十年来,制造商一直在制造能够提供更多防紫外线辐射的服装。纳米二氧化钛或氧化锌纳米粒子已被纳入T恤,裤子和帽子中,以更好地保护人体皮肤免受阳光伤害。这种类型的纳米粒子已经用于弹力纤维,弹性聚合物和尼龙制成的太空服。美国国家航空航天局和其他航天机构已经在研究纳米技术在航天服中的未来应用,其设计采用了纳米生物技术。该技术将能够为宇航员提供额外的保护,并能够密封和修复舱外活动(EVA)套装中的任何缺口。
未来更加光明
自1969年以来,纳米技术已经并将继续推进未来几年的恒星勘探。美国国家航空航天局,欧洲航天局和日本都有计划在太阳帆,太空电梯和太空服的绘图板上使用纳米技术。问题不再是如果这些进步会发生,而是何时发生。
—文章发布于2019年7月10日