編織繩索在航天器中的應(yīng)用

　　編織繩索作為關(guān)鍵部件在航天器中的應(yīng)用場(chǎng)景主要有3種:空間系繩、桁架式網(wǎng)狀可展開天線和熱刀壓緊釋放裝置。具體而言，空間系繩通過(guò)釋放和回收系繩完成微重力實(shí)驗(yàn)、航天器軌道控制和太空發(fā)電等復(fù)雜的科學(xué)研究任務(wù)。桁架式網(wǎng)狀可展開天線采用繩索相互交織形成的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)大大降低其質(zhì)量，進(jìn)一步提高天線的口徑和展收比，是實(shí)現(xiàn)星載可展開天線大型化的途徑之一。熱刀壓緊釋放裝置由編織繩索和陶瓷熱刀組成，繩索熔斷時(shí)沖擊小、無(wú)污染，可有效降低太陽(yáng)翼等可展開結(jié)構(gòu)解鎖過(guò)程對(duì)航天器精密部件的沖擊。

　　空間系繩

　　空間系繩是利用幾公里甚至幾百公里長(zhǎng)的繩索，將衛(wèi)星、空間站、飛船等航天器連接在一起構(gòu)成的飛行系統(tǒng)。早期的空間系繩主要用于開展人工重力、航天器軌道控制和太空輻射測(cè)量等實(shí)驗(yàn)隨著研究的深人，電動(dòng)力系繩被提出，空間系繩在太空發(fā)電、繩系機(jī)器人、繩系交會(huì)對(duì)接、軌道垃圾回收等方面的應(yīng)用價(jià)值被發(fā)現(xiàn)。NASA、意大利航天局（ASI）和日本空間科學(xué)研究所（ISAS）等航天機(jī)構(gòu)開展了一系列的在軌應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證空間系繩技術(shù)的可行性。

　　除一些需要將銅或鋁嵌人系繩作為導(dǎo)電材料的電動(dòng)力系繩外，大部分系繩由芳綸、超高分子量聚乙烯等高性能纖維材料制成，實(shí)現(xiàn)了系繩質(zhì)量和強(qiáng)度之間的平衡。但近地軌道空間環(huán)境中存在原子氧、紫外線和大量空間碎片，系繩的安全性及可靠性成為系繩任務(wù)成敗的關(guān)鍵因素。

　　有研究表明：質(zhì)量和長(zhǎng)度相同的扁帶系繩遭受致命撞擊的概率要低于管狀系繩；且紗線數(shù)量較多的系繩能夠抵御更多空間碎片的撞擊。一方面，在系繩質(zhì)量和體積一定的情況下，通過(guò)合理設(shè)計(jì)系繩的編織結(jié)構(gòu)與工藝參數(shù)，可提升系繩的強(qiáng)度和抗沖擊性能。另一方面，可選擇TiO2鎳等涂層材料以降低系繩在經(jīng)受原子氧侵蝕和紫外線輻射后的力學(xué)性能損失。