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想象力让不可能变成现实!航天器不是生物,为何能在太空自愈?

作者:说宇宙

#长文创作激励计划#

人类的血肉在受损后可以恢复如初,可谁想得到,天外的航天器在受到破坏后,同样可以进入自我修复状态?

原来,没有生命迹象的航天材料,是依靠特殊的修复剂来实现机体的起死回生的。

想象力让不可能变成现实!航天器不是生物,为何能在太空自愈?

航天器的自我修理材料用到了哪些物质?损坏的航天器只能依靠自我修复吗?大陆的这个技术未来能

能实现自我修复的中国卫星

人类尚且难以死而复生,在外太空中受到重创的卫星,却能够在经过三百日左右的自我修复后重新启动,这真是令人不禁想问,难道金属也具有自我修复的功能吗?

其实,这次从正常运行走向意外损伤,然后又再度复活的卫星,就是云海一号02星。

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据了解,这个主要用于监测环境以及自然灾害的卫星,最初是上海航天研究院于2019年发射升空的。

而它在历经近两年的探测任务后,不慎在2021年3月份左右,与外太空当中的不明物体发生了接触,由于太空中的环境比较复杂,所以其实任何冲击形成的危害都是非常大的。

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因此,02星也在这次外物的碰撞之下,形成了卫星主干机体的大范围损伤,就连一侧的太阳能板,都直接性的被撞成了众多小碎片。

实际上,这次意外事故不仅对卫星本身造成了损害,也直接性的使之偏离了本来的运行轨道,最终,就连卫星信号都消失在了茫茫宇宙之中。

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由于大陆也是首次遇到如此严重的外太空碰撞事故,所以很快就对事故原因展开了研究。

最终,咱们也是发现给卫星造成大麻烦的不明物体其实并非天外之物,而是地球上曾发射到太空中的人造装置的残骸,也就是咱们俗称的太空垃圾。

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而大陆在调查清楚相关事项后,也不是没想过拯救卫星02号,但后来考虑到回收损坏卫星的成本,可能要与发射新卫星不相上下。所以,最终此事也就不了了之了。

在此期间,工作人员顶多就是向其发送发送信号,调试调试其他设置,把希望寄托在了某种奇迹当中。

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然而就在我们以为这次只能自己吃闷亏的时候,奇迹却真的发生了,原来,等到2022年年初时,02星竟然再度与地球控制中心产生了信号接触。

并且从这三百多天的工作日志来看,02星在被碰撞之后依然在持续进行着探测工作,一切都还在有序的进行着。

黑科技赋予中国卫星新能力

02星曾发生损坏是事实,但是损坏后进入了长期的自我修复同样也是事实。原来,卫星起死回生的能力居然来自于咱们特制的复合型材料。

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其实,对于人类而言,在大家的肉体受伤后,往往需要由免疫、应激、神经等众多系统进行介入,通过合作调和的方式,才能够使损伤产生愈合。

而对于大陆升空的卫星而言,咱们也是为其特制了一种综合性的外壳保护层。据了解,这种外壳使用到的材料是由环氧树脂、碳以及玻璃等物质组合而成的。

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这些成分在保证卫星具有极高耐热性、绝缘性和耐化学性的同时,也能够使得航天器发生破损后及时的进行下一步的弥补与修复。

实际上,02星在被碰撞之后,材料中的修复剂就立即外泄并覆盖了整个机体破损的部位,而这些修复剂还会与催化剂相反应,实现更加高效的修损效率。

据中国工程院金涌院士所说,在环氧聚合物形成的外壳之下,特别是卫星比较重要的位置,都会放置较多的催化剂与修复剂胶囊。

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这些胶囊就像是汽车当中的安全气囊,平时不显山露水,只有外壳破损后,胶囊中的物质才会被激发出来并迅速的融合凝固,起到修复卫星机体的作用。

然而,如果只是将卫星的外伤修好,其实也是没办法让其进入正常的运行状态的。

此次02卫星能够在丧失信号后再度正常运作300多天,其实也与它的结构有很大的关系。

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据了解,其机体两侧分布着众多的太阳能板,这些设施能够保证其每日获得足够的充能,以此来消耗每日工作所需的能量。

可以说,由碳纤维等物质组成的环氧聚合物和外壳下内置的胶囊,就像是航天器的细胞与纤维一般,而太阳能板则是卫星的饮食系统,三者共同构成了一个能自我修复、自我充能的外太空多功能卫星。

修复航天器的方法丰富多样

一颗小小的卫星,却见证着大陆几十年来的科技发展水平。保证卫星的正常运行使我们的职责,但增强卫星的抗风险能力,也是我们义不容辞的。

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其实早在我们成功发射第一颗卫星之后,便开始同步的推进材料学的发展了。

虽然,如今的相关航天部门并没有宣称这种胶囊式的修复材料已经可以通用在所有卫星器材上了,但是我们对于自我修复材料的研发却一直都没有停下脚步。

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据了解,大陆自进入21世纪以来就一直在研究相关的电子器件,如今就存在着一种高分子修复材料,可以在设备发现裂痕后进行重新填补与修复,而这些材料使用到的就是聚硅氧烷材料,与修复胶囊有着异曲同工之妙。

实际上,为了保证航天器能够在太空中的使用寿命不会因意外而减少,航天人员也会学习相应的机体维修知识,毕竟即使是修复胶囊,也只能进行初步的修复。

据了解,这种修复程度最高也只能达到75%左右的程度,如果机体损伤严重,甚至修复水平可能只在六成左右。

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然而当航天人员了解相关的维修知识后,便可以针对具体的损伤原因进行专伤专治。

毕竟,航天器在天外的损伤原因多样,既可能是因为本身的老化,也可能是因为与稀薄大气的摩擦,而与太空垃圾接触,也只是其中的一种损伤原因而已。

但值得欣慰的是,在有人与无人两种太空维修工作的通力合作下,航天器的运行基本上已经可以保证万无一失了,及时出现意外,也可以进行及时的应对。

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而且,如今随着3D打印技术和自动化技术的发展,咱们也在不断钻研这相关的远程医疗手段,到时候,说不定地面上的工作人员,就可以通过智能系统的辅助,实现超远距离的航天器机体维修。

彼时,航天员也就不用承受着巨大的维修压力与心理压力,离开航天器到太空中维修机体的损伤了。

即使这种技术如今还不成熟,咱们其实也可以通过修建航天空间站的方式,直接在外太空建造航天器修理厂。

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总而言之,如今随着大陆航天技术的发展与对数字化技术的应用,未来的航天事业只会越来越顺手,一个小小的机体损伤修复功能,还是无法阻碍我们向着未来发展的脚步的。

参考资料:

澎湃新闻 2023-11-06 航天器受损不要慌,太空维修出绝招

科技日报 2023-02-16 自修复材料:谁说破镜不能重圆