由陆军研究实验室 麻省理工学院陆军士兵纳米技术研究所的研究人员开发了一种正在国际空间站上测试的声学织物,这种织物可以用于开发太空尘埃望远镜,并让宇航员能够通过他们的加压服进行感知
学分:麻省理工学院朱莉安娜·切尔斯顿的空间BD / JAXA图像合成 一种由陆军资助的智能纤维正在国际空间站上进行测试,它可以用来开发太空尘埃望远镜,并让宇航员通过他们的加压服来感受
麻省理工学院陆军士兵纳米技术研究所的研究人员开发了一种对振动非常敏感的声学织物,它可以检测来自微观高速空间粒子的撞击
这些织物的一个更现实的应用可能是用于爆炸探测,并在未来用作定向枪击探测的灵敏麦克风
该织物系统包含能够将机械振动能量转换成电能的热拉伸振动敏感纤维
当微流星体或空间碎片撞击织物时,织物会振动,声学纤维会产生电信号
“这是一个利用纳米科学促进连接物理和数字领域的技术发展的极好例子,”詹姆斯·伯吉斯说,他是美国陆军研究办公室的项目经理
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陆军作战能力发展司令部,现在被称为陆军研究实验室
“提供基础科学产生的革命性方法始终是我们的主要优先事项之一,使用光纤传感器作为系统的关键构建模块从空间尘埃中收集数据的机会确实令人兴奋
" 美国
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陆军于2002年建立了信息作战系统,作为一个跨学科研究中心,致力于显著提高士兵和士兵支持平台和系统的保护、生存能力和任务能力
声学纤维是通过美国国家信息技术研究所的项目开发的,旨在为士兵制服和战斗装备制造下一代纤维和织物,这些纤维和织物可以检测各种生理参数,如心率和呼吸以及外部声音,如枪声和爆炸声
“传统望远镜利用光来了解遥远的物体;这种织物利用太空尘埃分析来了解太空
麻省理工学院材料科学和电气工程教授约埃尔·芬克
“这是一个很好的例子,说明信息技术基础设施项目如何让我们对机遇做出高度反应,迎接远远超出我们最初想象的挑战
" 麻省理工学院研究生朱莉安娜·切尔斯顿(Juliana Cherston)是该项目的领导者,她应用了ISN技术的另一项成果——激光诱导粒子撞击测试阵列,该阵列利用激光将微小粒子加速到超音速甚至高超音速,并允许研究人员对它们对目标材料的撞击进行成像和分析——以证明该织物系统可以准确测量每秒数百米的微小粒子撞击速度
科学家们现在正在使用信息科学研究所的设备来测试声学结构对微小粒子撞击的敏感性,这些微小粒子与某些类型的高速空间尘埃具有相似的运动学
与此同时,研究人员正在研究光纤传感器对国际空间站低地球轨道恶劣环境的弹性
在这次首次发射中,研究小组与日本宇宙航空研究开发机构和日本航天公司合作,向国际空间站发送了一个10厘米乘10厘米的高技术附件样本,并将其安装在暴露在严酷的太空中的外墙上
目前没有动力的织物样本将在轨道实验室保留一年,以确定这些材料在低地球轨道的恶劣环境中生存得如何
该团队还计划通过赞助国际空间站U
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2021年末或2022年初国家实验室
国际空间站
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国家实验室与美国航天局达成合作协议,充分利用轨道平台,通过天基研究为我国带来价值,并实现低地球轨道经济
“我们在麻省理工学院的研究小组已经开发了20多年的热拉伸多材料纤维
魏岩,麻省理工学院电子研究实验室和材料科学与工程系博士后
“这些声学纤维的特别之处在于它们对机械振动极其敏感
该织物已在地面设施中展示,用于检测和测量影响,无论空间灰尘在哪里影响织物表面
" 国际空间站的白色表面实际上是一种叫做贝塔布的保护性织物材料,贝塔布是一种聚四氟乙烯浸渍的玻璃纤维,旨在保护航天器和宇航服免受地球表面250英里以上恶劣环境的影响
研究小组认为,声学结构可以导致大面积的结构,精确测量微流星体和空间碎片以每秒公里的速度在航天器上的冲量
智能织物还可以通过从宇航服外部提供传感数据,然后将这些数据映射到穿着者皮肤上的触觉执行器,从而帮助宇航员通过加压宇航服获得触觉
一年后,这些样本将返回地球进行飞行后分析
研究人员将测量一年热循环后原子氧的腐蚀、紫外线辐射的变色以及光纤传感器性能的变化
“很容易假设,既然我们已经将这些材料送入太空,技术一定非常成熟,”切尔斯顿说
“实际上,我们正在利用空间环境来补充我们重要的地面试验努力
我们的重点是建立他们对太空环境的适应能力
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