1981年4月12日,美國航天飛機"哥倫比亞號"在佛羅里達州肯尼迪航天中心發射升空.航天飛機發射時壯麗的畫面和宇航員們在太空中的精彩表現是載人航天最動人的情節,但在完成一系列的太空工作之后,宇航員們總是要返回地面的.2003年美國"哥倫比亞號"在返航著陸前16分鐘悲劇性地空中解體,說明航天飛機的返程是一個更富挑戰的過程.

    圖片來自：網易新聞

    航天飛機發射減速火箭從太空軌道回到大氣層后,靠機翼滑翔利用空氣阻力進行減速,然后宇航員手動控制航天飛機對準機場的降落跑道,放下著陸裝置,減速傘從航天飛機尾部釋放出來,進一步降低速度直至停止滑行.至此,航天飛機才算是完美地完成了太空旅行.

  發現"號航天飛機在美國加利福尼亞州愛德華茲空軍基地安全著陸

（航天飛機著陸瞬間,其尾部射出一具高速旋轉的彩色環形減速傘,十分壯觀. 圖自百度百科)

    航天飛機采用的是水平著陸方式,看似與普通商用飛機的著陸方式一樣,實則有本質區別.商用飛機是有自帶動力的,著陸一次不成功還可以拉起機頭飛起重來一次.而航天飛機則不然,進入大氣層后,它就成了一個無動力的滑翔機,因此它的降落只有一次機會,不允許有絲毫的差錯,否則就是悲劇.這就要求航天飛機在滑翔中具有良好的操控,尤其要有優異的著陸操控性能,而為航天飛機實施最后減速的減速傘就顯得尤為重要了.

    航天飛機的降落傘可不是一般跳傘員的降落傘可比的,航天飛機著陸時瞬間時速仍高達每小時354公里,減速傘被釋放出來時承受的超強沖力可想而知,這就對減速傘的強韌性、抗沖擊斷裂性能提出了極高的要求,一般的材料極難勝任.

    最初,人們用來制作降落傘的先驅材料有絲綢、醋酯纖維、人造絲、亞麻紗線和棉紗線等,但這些先驅材料的致命弱點是斷裂強度低、易受微生物侵蝕及其他環境影響,遠遠不能達到航天減速的要求。

    特級碳纖維和高強高模聚乙烯纖維是目前最為理想的減速傘主纜的材料，特級碳纖維的強度可達普通鋼材的100倍，密度卻僅為鋼材的1/6，但成本昂貴，不利于推廣。 

    后來人們的目光轉向尼龍、聚酯、芳族聚酰胺纖維等新型降落傘紡織材料,其中杜邦公司的Kevlar品牌芳綸纖維以其卓越的優異特性,已在航天降落傘領域獲得了廣泛的應用.

    杜邦 Kevlar纖維是最重要的對位芳族聚酰胺纖維之一,堅固、耐用、尺寸穩定,且具不熔融性,即從火源移開就能自熄.它系高模量(低伸長率)纖維,耐高溫性能非常好,即使在超過500°F的溫度條件下,仍顯示出極好的強度和穩定性.因此,在航天減速時空氣摩擦產生的高溫中,仍能保持完好,從而保護航天飛機的安全.

       不僅僅是航天飛機的返回,其實,整個航天技術的發展在很大程度上都依賴于高性能新材料的應用.除了航天降落傘,Kevlar纖維更是在航天飛行器、宇航員的太空服上發揮著舉足輕重的作用,保護他們在太空中的安全作業.

責任編輯：周婭

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