美发明超薄皮肤可为太空船抵挡微陨石撞击

微型飞船比蛋糕略大一点
微型飞船所用的薄胶片可以变色
据美国太空网报道，如今，“微型航天器”舰队距离现实又近一步。为使50磅“微型航天器”和10磅“纳米航天器”从梦想变成现实，科学家发明了薄如刀片的薄膜，保护飞行器免遭外太空极冷或极热气候条件的威胁，同时能够承受以时速数千英里飞行的微陨石的撞击。
　　小公司亦可拥有航天器
向轨道发射1磅的重物大概需要5000美元，研究人员如今正在开发超轻的微型航天器，欲以较低成本将更多的探测器和卫星送上天。美国军方和宇航员已向太空发射了一系列试验微型卫星。美宇航局的目标是在2013年前让第一颗通讯微型航天器原型投入运行。
美国新泽西州新技术研发公司阿什温-乌沙斯公司(Ashwin-Ushas Corporation)的化学家兼材料科学家普拉桑纳·钱德拉萨卡(Prasanna Chandrasekhar)表示：“你可能见过主要用于通讯方面的微型航天器。我们的目标不是让公司分享大卫星，而是让小公司拥有他们自己的微型航天器。”
阿什温-乌沙斯公司与美宇航局建立有良好的合作关系。钱德拉萨卡说：“对于军方而言，隐形能力同样重要，无论是侦查应用，还是锁定其他微型目标。如果是重量低于5公斤的航天器，除非它出现在距离你0.25英里的范围内，否则你根本无法发现。我们可以从更远处探测到更大航天器的踪迹，然后对其实施攻击。”
研制新型航天器是各国技术人员面临的重大挑战。外太空环境危机四伏，一会儿，航天器感觉会被灼热的阳光烧焦，一会儿，又会在冰冷的温度下结冰。钱德拉萨卡说：“这听起来也许无关紧要，但控制航天器温度绝对至关重要。目前，微型航天器尚不能做到这一点。”
厚度不足0.5毫米
在大型航天器上，制冷管道环和钱德拉萨卡称之为“精密封闭窗口”装置，将帮助航天器保持凉爽。他解释说，除了重量大、成本高外，这种技术还难以或不可能“缩小”用于微型航天器上面。
阿什温-乌沙斯公司的研究人员开发出一种机密军事技术的“衍生物”——厚度不足0.5毫米的超轻薄膜，这种薄膜给人感觉就像是极具弹性的塑料，在通电之后颜色可以改变。颜色的变化不仅只有在可见光谱下奏效，且在红外线和某种热度范围内发挥作用，这意味着它能从高热温度状况下辐射热量转变为在冻结温度下吸收热量。
薄膜在真空条件下连续三个月在零下58华氏度和212华氏度(零下50摄氏度和100摄氏度)之间不断循环，模拟探测器常常经历的太空剧烈的温度变化。薄膜成功经过了这种测试，令其包裹的物品温度保持在122华氏度到176华氏度(50摄氏度至80摄氏度)之间，钱德拉萨卡说，“这种温度区间对航天器而言相当不错。”
　　经受住各种考验
钱德拉萨卡在接受太空网采访时说，尽管热控技术是航天器一项重要的机载系统，“但热控确实是研制微型航天器面临的一大障碍。这方面取得的进步应该会使技术人员更为快捷地开发出微型航天器和纳米航天器。”航天器还必须做好微陨石撞击的准备，这种太空碎片的飞行时速超过2万英里。钱德拉萨卡说：“对微陨石实施的测试非常简单——我们只要朝它发射小颗粒和鱼叉形状的小针即可。”
即使模拟微陨石在上面穿了许多小孔，薄膜的性能依旧相当好。航天器还要面对腐蚀性原子氧及太阳风和耀斑释放的有害紫外光线和带电粒子束的威胁。腐蚀性原子氧对空间站和重要的通讯卫星构成了严重问题。而新开发的薄膜具有预防这种腐蚀性原子氧的保护层，另外还在测试紫外光线和带电粒子的实验中证明了耐久性。
钱德拉萨卡透露，他的研究小组正全力以赴，尝试在2009年底在太空中测试这种先进的薄膜。钱德拉萨卡说：“许多航天器工程师曾对我们说，如果我们拥有了这种技术，它将赋予我们设计未来微型航天器的更大自由空间。”
地球上其实也有这种薄膜的用武之地，比如气候条件变化剧烈的国家，他们可以用这种薄膜来建造房屋，在投入更少的情况下能更好地控制温度。钱德拉萨卡表示，他们已经收到了国外厂商的咨询，有意用这种薄膜生产相关产品。科学家8月19日在美国费城召开的美国化学学会全国大会上详细描述了他们的发现。(孝文）