編織繩索在航天器中的應用

　　編織繩索作為關鍵部件在航天器中的應用場景主要有3種:空間系繩、桁架式網狀可展開天線和熱刀壓緊釋放裝置。具體而言，空間系繩通過釋放和回收系繩完成微重力實驗、航天器軌道控制和太空發(fā)電等復雜的科學研究任務。桁架式網狀可展開天線采用繩索相互交織形成的索網結構大大降低其質量，進一步提高天線的口徑和展收比，是實現(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，繩索熔斷時沖擊小、無污染，可有效降低太陽翼等可展開結構解鎖過程對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的繩索，將衛(wèi)星、空間站、飛船等航天器連接在一起構成的飛行系統(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量等實驗隨著研究的深人，電動力系繩被提出，空間系繩在太空發(fā)電、繩系機器人、繩系交會對接、軌道垃圾回收等方面的應用價值被發(fā)現(xiàn)。NASA、意大利航天局（ASI）和日本空間科學研究所（ISAS）等航天機構開展了一系列的在軌應用實驗，驗證空間系繩技術的可行性。

　　除一些需要將銅或鋁嵌人系繩作為導電材料的電動力系繩外，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，實現(xiàn)了系繩質量和強度之間的平衡。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成敗的關鍵因素。

　　有研究表明：質量和長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，在系繩質量和體積一定的情況下，通過合理設計系繩的編織結構與工藝參數(shù)，可提升系繩的強度和抗沖擊性能。另一方面，可選擇TiO2鎳等涂層材料以降低系繩在經受原子氧侵蝕和紫外線輻射后的力學性能損失。