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2018-09-01太空船新型態隔熱罩 具緩衝性能且輕巧便捷
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【本刊訊】在進行太空任務時，太空船的隔熱設備至關重要。不論是離開或是進入大氣層的狀態下，太空船與大氣層的摩擦而達到高溫並產生極大的熱能。為避免在產生高溫造成太空船整架燒毀影響安全，太空船隔熱系統的設計便是一大問題。現今所使用的隔熱板通常具有大型的充氣設備與機械構造，而這種設計通常很複雜並且造成太空船負重過重。英國曼徹斯特大學（University of Manchester）航太與土木工程學系的研究生，設計了一種全新的隔熱罩，稱可降低太空旅行的成本，甚至能協助未來的火星探測任務進行。
研究第一作者吳瑞（Rui Wu，音譯）表示，他與他的團隊近期設計了一款重量輕巧，並且可以「自我調節」的新型隔熱系統。未來的太空任務所使用的太空船將會比以前更大更重，這就代表現階段所採用的隔熱罩也會需要設計出更大的尺寸，但相對地會造成太空任務成本提高與太空船本身更大的負擔。
為符合未來的太空任務需求，吳瑞及他的團隊開發了一款形狀類似裙子，外觀如同梧桐樹並可旋轉的隔熱罩。吳瑞表示，在有大氣層的星球上降落時，該設計可以利用空氣阻力的方式，讓太空船減速。如同跳水一般，從跳台跳下並進入水中後，水會對身體產生一股拖曳的緩衝力道，並在抵達游泳池底前將速度減至最低。吳瑞太空船進入地球比喻成人體跳入濃稠的蜂蜜，而火星因為大氣層較薄，則比較像是跳入水中。
因為太空船在快速進入大氣層時會產生極高的高溫，最高會超過攝氏1萬度，這幾乎可以讓太空船周遭的空氣被加熱至電漿態。而為了能夠安全地進入大氣層，吳瑞團隊的隔熱罩設計能夠使太空船承受高溫並產生足夠的空氣阻力。這種新型態的隔熱罩是使用具彈性的材料製成，特殊的縫合圖案，使其在飛行的過程中產生離心力。它輕巧、耐用並且耐高溫，也可收縮摺疊的設計大幅減少太空船的負重以及降低許多製造成本。
吳瑞表示，未來會有越來越多的研究在太空中進行，也因為如此，往後的太空計畫會更加昂貴並且需要攜帶更多的設備器材。光是一艘太空船就需要攜帶太空人、研究設備及燃料，這將會造成相當多的負重，而這項新設計未來可減輕太空船的負擔與成本，並使太空船更加安全。
新聞來源
Rui Wu et al. Flexible heat shields deployed by centrifugal force, Acta Astronautica, 2018.