碳纳米管助力NASA火星任务：突破辐射挑战的关键技术

碳纳米管助力NASA火星任务：突破辐射挑战的关键技术

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来源

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https://finance.sina.com.cn/tech/roll/2024-11-22/doc-incwxhkn3903337.shtml

2.

https://science.nasa.gov/science-research/science-enabling-technology/technology-highlights/ravan-cubesat-to-demonstrate-new-technology-for-radiation-balance-measurements/

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https://www.nasa.gov/directorates/stmd/nanotechnology/

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https://blog.csdn.net/x356982611/article/details/12050287

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https://www.jos.ac.cn/article/id/4120a44e-1e03-41a1-b652-e0afb8252346?viewType=HTML

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https://www.spacedaily.com/reports/NASAs_Carbon_Nanotube_Technology_Aids_Search_for_Life_on_Exoplanets_999.html

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https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0008622324001842

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https://idstch.com/military/air/carbon-nanotubescnt-revolutionizing-aerospace-from-lightweight-structural-components-radio-frequency-interference-rfi-radiation-resistance-to-de-icing/

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http://cn.ijemnet.com/cn/article/top_view?dayString=1095

美国宇航局（NASA）正在推动人类探索极限，其猎户座飞船将把宇航员带到火星。然而，在运输过程中，航天器会遇到持续的破坏性宇宙辐射，这可能会损害甚至破坏机载电子设备。为了延长未来的任务寿命，研究人员发现带有碳纳米管的晶体管和电路可以在受到大量辐射轰击后保持其电气特性和记忆能力。这些研究结果表明，碳纳米管场效应晶体管有望成为下一代太空探索电子产品的重要组成部分。

碳纳米管晶体管在极端环境下的稳定性是其在太空应用中的关键优势。研究表明，单壁碳纳米管薄膜场效应晶体管（SWCNT FETs）在低能质子辐照下表现出优异的辐射硬化特性。通过传输线模型（TLM）测量，研究人员发现即使在高质子通量（高达1 × 1015 p/cm2）的辐照下，碳纳米管FETs仍能保持其电气特性，显示出良好的辐射抗性。

这种辐射抗性远优于传统的硅基晶体管。硅基器件在受到类似水平的辐射时，往往会经历性能退化，甚至完全失效。相比之下，碳纳米管晶体管能够保持其载流子迁移率和阈值电压，确保在极端环境下的可靠运行。

NASA已经将碳纳米管技术应用于多个太空任务中，以提高仪器的性能和可靠性。一个显著的例子是在望远镜中的应用。NASA的戈达德太空飞行中心开发的碳纳米管材料，通过吸收并转化为热量来消除杂散光，从而提高望远镜的观测精度。这种技术对于观测系外行星至关重要，因为这些行星通常被其母星的强光所掩盖。

在火星任务中，碳纳米管技术同样展现出巨大潜力。猎户座飞船在前往火星的过程中，将面临极端的辐射环境。传统的电子设备在这样的环境下很容易受到损害，而碳纳米管晶体管的辐射抗性使其成为理想的选择。NASA正在研究将这种技术应用于飞船的电子系统中，以提高设备的可靠性和任务的成功率。

随着太空探索任务的不断推进，对高性能、高可靠性的电子设备需求日益增长。碳纳米管晶体管凭借其卓越的辐射抗性和机械柔韧性，有望成为未来太空探索任务中的关键技术。NASA正在持续投资相关研究，以进一步优化碳纳米管器件的性能，推动其在更多太空任务中的应用。

总结而言，碳纳米管晶体管在太空探索中的应用前景广阔。其优异的辐射抗性、机械柔韧性和电学性能，使其成为下一代太空电子设备的理想选择。随着技术的不断进步，我们有理由相信，碳纳米管技术将在未来的深空探索任务中发挥越来越重要的作用。