美國航空航天局(NASA)一個研究小組認為,可以使用先進的復合材料建造未來太空艙。復合材料堅硬、輕質,能被塑成復雜形狀。
目前這種材料已經用于賽車、帆船和高端體育器材。NASA還從來沒有證明可以主要使用復合材料建造載人航天器。乘員模塊艙必須盡可能堅固。復合材料本身是研究人員熟悉的,但要進一步了解如何使用材料建造復雜、緊湊的航天結構,使其可靠、有成本效益,且可實現安全的載人太空旅游。例如,小組正在學習如何將各地設計者的設計特點整合。
復合材料建造的模艙會比鋁制模艙輕10%~15%。太空旅游中,每增加1磅重量成本就會增加很多,減輕10%的重量能提高載荷能力,并降低任務成本。復合材料模艙與金屬艙相比,制造成本更低、制造速度更快。
復合材料航天器的潛在優勢促使工程師們去設計、建造并測試復合材料載人艙。
復合材料載人艙項目
為了獲取使用復合材料的經驗,并為未來航天器設計者提供被選建議,NASA工程與安全中心(NESC)成立了一個建筑專家研究小組,要使用復合材料為太空艙建造一個與“獵戶座”乘員艙相似的內部結構。
這項計劃在2007年1月啟動,是NESC解決太空飛行以及使太空飛行更安全問題的技術問題的一部分。這個項目正在開發建造復合材料航天器的專項技術,使用新的復合材料結構和審查技術。
研究人員相信,通過該項目能獲得更多結構材料技術,用于未來NASA航天器。如果此項目獲得實際成果,那么未來可能出現復合材料建造的NASA航天器。
同時,NASA獵戶座乘員模艙正在考慮設計復合材料乘員艙,該項目還獲得更直接的回報。為了最好地設計復合材料乘員艙,小組建造了乘員艙底層地板和承壓殼壁(水面著陸時能使殼體內外一起承受壓力)。這個方案對于復合材料乘員艙和金屬材料乘員艙都有價值。 這個復合材料乘員艙主結構是碳纖維的加強蜂窩夾層結構,由上、下層壓力殼拼接而成。拼接沒有使用壓熱器,采用了一種大型加壓烘箱處理復合材料。NASA工程師們將對這個復合材料乘員艙進行嚴格測試。預計在2009年1月進行最后集成測試。