欢迎大家收看本期的鹏杨科普，从人类航天起步以来，已经有超过9000颗卫星发射入轨，随着近年来发射频率爆炸性的增长，太空也变得越来越拥挤，除了目前运行在地球轨道上的卫星，地球周围还漂浮着大约1亿块太空垃圾，其中绝大多数都小得无法追踪，那么太空中一个小小的物体会给航天器带来多大危害呢？我们又是如何保护国际空间站免受其害呢？这篇文章我们将了解太空撞击的巨大威力，我们还将了解保护国际空间站的不同方法，以及我们是如何在地球上测试这些防护措施的。
这些飘荡在地球周围的物体中，我们能追踪到那些比棒球大的太空垃圾，如果航天器的运行轨道会与一块太空垃圾相撞，那么它可以执行并轨来防止自己被击碎，但对于数百万个无法追踪的微小物体撞击的结果也可能是灾难性的，一滴0.2克的雨滴落下的能量大约是8毫焦耳，但同样的雨滴以太空垃圾的速度飞行时就会有100万倍的能量，即使它的速度只快了1000倍，因为在动能的公式中速度的影响更大，它和质量成正比也和速度的平方成正比，科学家们肯定是知道这一点的，在太空环境这些微小的撞击无法避免，即使是极其微小的颗粒也会给航天器带来肉眼可见的撞击影响，而来自地球轨道以外的微流星体速度更是能达到每秒20公里，所以足球场大小的国际空间站一直暴露在太空垃圾的火力下。
宇航员克里斯曾在国际空间站上拍下过某块太阳能帆板上子弹孔大小洞的照片，要保护向国际空间站这样大的航天器，人们没有使用笨重的防护板，而使用的是美国天文学家惠普尔发明的简单屏蔽外壳的惠普尔盾，惠普尔盾的结构是外层薄板，中间层有小空隙，内层厚板，外层材料并不会吸收多少撞击的速度，但会把撞击物粉碎成大量的细小碎片，让动能分散在内层板上，大量更小的撞击中，在某些地方使用的屏蔽盾中间层会使用比如凯芙拉纤维或者氧化铝这种耐冲击材料，为了在重量和防护等级中寻找平衡，国际空间站上有数百种不同的屏蔽设置，我们也会在地球上很好的模拟并测试类似的撞击，为了创造出普通武器无法达到的轨道速度，60年代的科学家发明了氢气枪，这种装置的尾部使用爆炸物推动活塞压缩密封腔内的气体，腔体末端有一片爆破隔膜，会在特定压力下破裂，破裂后迅速膨胀的气体会让物体加速到轨道速度。
碎片撞击到物体时会很快减速下来，让物体和碎片都被压缩，当两者压力增加时温度也会高到融化撞击区域并气化碎片，压缩的过程还会产生冲击波，可以摧毁整个这一部分的物质，这一切都是在瞬间发生的，国际空间站上的宇航员根本无法察觉，现在研究又有了新的解决方案，可以为国际空间站带来更好的保护，目前惠普尔盾的中间层使用的凯夫拉纤维或者氧化铝这部分可以替换成一种具有孔洞发生快速自愈性的全新材料，具体来说就是把惠普尔盾的中间层替换成一种液体，当碎片高速穿过外层热量和摩擦会让液体流向孔洞，并在凝固时堵住孔洞，在对比测试中被击穿的洞在不到一秒钟就被堵上了，像这样的屏蔽层还会在未来的研究中持续发展进步，更轻更容易替换的屏蔽层也会成为像飞往火星甚至更远的旅程中的关键部分，好了，感谢收看本期的内容，更多精彩内容，请关注鹏杨科普。
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