碳纳米管创新应用助力航天器升级

碳纳米管创新应用助力航天器升级

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nasa

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来源

1.

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

2.

https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-juno-mission-spots-most-powerful-volcanic-activity-on-io-to-date/

3.

https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-juno-mission-uncovers-heart-of-jovian-moons-volcanic-rage/

4.

https://dexmat.com/industries/aerospace/

5.

https://www.missionjuno.swri.edu/news/

6.

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

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https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39858708/

碳纳米管因其独特的物理化学性质，在航天领域展现出广阔的应用前景。近期，NASA的RAVAN CubeSat任务和DexMat公司的创新材料研究，为碳纳米管在航天器上的实际应用提供了新的范例。

2016年11月，NASA发射了RAVAN CubeSat卫星，这是首个使用碳纳米管技术进行地球辐射测量的任务。RAVAN的主要目标是测量地球的总出射辐射，包括从紫外线到远红外线的整个光谱范围。

RAVAN卫星的核心创新在于使用垂直排列的碳纳米管（VACNT）作为辐射计的光吸收器。这种碳纳米管阵列具有极高的光吸收效率，能够捕获几乎全部的入射光，从而实现高精度的辐射测量。这项技术突破使得小型卫星也能完成原本需要大型设备才能实现的精密测量任务。

DexMat公司开发的Galvorn碳纳米管材料，正在为航天器的设计带来革命性的变化。这种新材料不仅重量轻、强度高，还具有优异的导电性和导热性，是传统铜线的理想替代品。

轻量化布线解决方案

Galvorn碳纳米管材料的密度仅为铜的五分之一，但柔韧性却是铜的100倍。在布线和线束应用中，这种材料可以显著减轻航天器的重量。例如，使用Galvorn的屏蔽电缆比传统商业电缆轻40-60%，同时保持同等的屏蔽性能。

高性能数据传输

在数据传输电缆中，Galvorn碳纳米管材料也展现出独特优势。虽然其电导率约为铜的六分之一，但在高频信号传输中却能超越铜的性能。这意味着在高频率数据传输应用中，碳纳米管材料可以实现更远距离、更稳定的信号传输。

结构复合材料与传感集成

碳纳米管材料还可以用于增强航天器的结构复合材料。通过将具有压阻效应的碳纳米管纤维直接整合到复合材料中，可以将整个结构转变为一个传感器。这种设计能够实时监测结构的完整性，及时发现潜在的损伤，从而提高航天器的安全性和可靠性。

切割防护纺织品

在航天器内部应用中，Galvorn碳纳米管材料还可以用于制作耐切割的座椅织物，有效延长使用寿命，减少维护需求。

碳纳米管在航天领域的应用前景广阔。随着技术的不断进步和成本的降低，未来我们有望看到更多基于碳纳米管的创新应用。这些技术突破不仅将推动航天器设计的革新，还将为深空探索任务提供更可靠的技术保障。