我們目前比以往任何時候都更加依靠衛(wèi)星和飛行器在空間進(jìn)行通信。他們幫助我們提供電視畫面、電話和多種通信信號，然而他們需要在惡劣的環(huán)境中進(jìn)行工作和生存。人造衛(wèi)星能夠完成這些任務(wù)，都是基于制造它們的獨特材料。
在太空中使用的材料，往往不是人類創(chuàng)造的最先進(jìn)的材料，而我們正在不斷地研究和創(chuàng)造新的和改進(jìn)的材料。這些材料需要具有許多獨特的性能，才能有效的在太空工作。
太空中需要的材料功能
衛(wèi)星是一個不斷地移動遠(yuǎn)離和靠近太陽的直接熱量的物件，以一個穩(wěn)定的溫度流，這可能會導(dǎo)致其膨脹和收縮。結(jié)果是，科學(xué)家們考慮的是，盡管溫度發(fā)生變化，材料依然保持它的尺寸和形狀，這被稱為尺寸穩(wěn)定性。
在太空中，這些空間結(jié)構(gòu)需要能夠承受其獨特的惡劣環(huán)境。這是一種材料的環(huán)境穩(wěn)定性。在太空中，這意味著該材料可以保持穩(wěn)定，盡管輻射和太空的真空條件存在著。
一種新材料在太空中使用所需的最重要特性是強(qiáng)度和剛度。當(dāng)一個物件在圍繞地球的軌道上運動，將經(jīng)受難以置信的力，這將撕開相對脆弱的結(jié)構(gòu)。
單單衛(wèi)星的發(fā)射就可以使材料承受高達(dá)三倍重力的力量，這意味著每個組件將重達(dá)在地球上的三倍多。該材料必須保持其完整性而不折斷，或者在巨大的力量下彎曲，否則衛(wèi)星到達(dá)太空后將無法正常工作。
一旦衛(wèi)星在太空中，它必須在微重力下保持功能，其中的部分材料將比他們在地球上的重量更少。這種引力的強(qiáng)度變化意味著，所用的材料必須是令人難以置信的多適用性和有獨特的完整性。
該空間結(jié)構(gòu)還必須能夠承受來自衛(wèi)星內(nèi)部的機(jī)艙壓力。在國際空間站里，內(nèi)部的氧氣能對表面每英寸產(chǎn)生高達(dá)15磅的力量。
如果材料不夠堅固，能承受每英寸15磅的力，就可能造成破裂并導(dǎo)致漏氣，這會威脅飛行器中的每個人的生命。
另一個威脅到衛(wèi)星的是拋彈物的數(shù)量，很多都會與衛(wèi)星發(fā)生碰撞接觸。解散的人造衛(wèi)星彈片會圍繞地球軌道運動，最后作為軌道的太空垃圾。
這些高速的廢銅爛鐵可以撕碎新的仍在運行的衛(wèi)星，如果使用的材料沒有強(qiáng)大到足以擺脫這些“炮彈”。
除了這些人造的人造衛(wèi)星威脅，太空中的流星速度可以達(dá)到42公里/秒（比子彈快），同樣可以顯著威脅到衛(wèi)星。
當(dāng)衛(wèi)星發(fā)射到地球軌道的時候，已經(jīng)是昂貴的冒險，所考慮的材料必須在經(jīng)濟(jì)上可行?？茖W(xué)家們必須考慮制造材料多么昂貴，以及測試材料的費用。