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图解:把愈合药剂装入微胶囊里，一个新开发的含有这样微胶囊物质在形成微小裂痕时将会进行自我修复。照片由伊利诺伊大学提供
当你划自己一下，会很神奇地看到你的身体有多迅速地修复你的伤口，你的身体会在伤口处把皮肤再次愈合到一起。如果留下来疤痕，你能看到身体自愈能力的证据。科学家现在开发了一种新的复合材料可以使航天器也获得一样的自我修复能力。
如果人类计划去很远的宇宙和星际星球旅行，新的先进的物质对航天器建设来说是需要的。现在的混合材料的一个弱点是有形成微小的像头发丝一样的裂痕的趋势，随着时间的流逝将会造成主要的损害。年1月，伊利诺伊大学香槟分校的研究人员声明他们已经开发出一种新的合成材料，在破损的时候可以自我修复。
这种新型智能材料和其他类似的科技能够成为建成可以从地球上旅行数百万千里的宇宙航天器的第一步，在离地球数百万千里的地方修理工作很不方便。在它的使用说明书里，你将了解到这种新的复合材料和电子系统在问题没有变得很大之前如何分析和修复问题。
宇宙飞船在自我修复
图解：在这张图里，你可以看到裂纹形成时填满修复剂的微胶囊和催化剂接触后使裂纹闭合。
宇宙飞船外壳的损伤通常始于非肉眼可见的微小表面裂纹。这些超细微的裂纹也可能来自于材料表面的下面，肉眼就看不见。一旦这些裂纹形成，它们就会扩大直到材料功能衰退报废。为了阻止这些细微的裂纹扩张，一种新的开发出来的材料将能够察觉到损害并立马进行自我修复。这种自我修复能力将大大延长航天飞船的寿命。
这种新型自我修复材料有三部分:
复合材料-该材料的主体是环氧聚合物复合材料。聚合物复合材料是由碳、玻璃或凯夫拉尔与环氧树脂、乙烯基酯或聚氨酯等树脂制成的高级材料。
一旦这种复合材料形成微小裂纹，裂纹将遍布整个材料这样一来，这个裂纹会使微胶囊破裂进而释放出修复剂。修复剂将渗到裂纹里并且不可避免地和催化剂接触，之后开始聚合过程。这个过程最终将使修补裂纹。在测试中，自我修复复合材料能使物质恢复到最初强度的百分之75。
这种自我修复材料的市场远远不止宇宙飞船。每年将近万吨的复合材料被用于工程，海上石油勘探，电子和生物医药。这种自我修复材料将出现在很多日常项目，包括聚合物复合电路板、人工关节、桥梁支架和网球拍
纳米科技和航天飞船
未来的20年，一种叫纳米科技的新兴工业将极大改变我们的生活。纳米科技是指创造不超过几纳米的机器。一纳米只有十亿分之一米。这些纳米机器将能够操纵原子并在原子水平上制造材料。因为它们可以自我复制，这些微型机器将使几乎任何产品的生产都非常便宜。
纳米科技的一个产品应该是纳米机器，它能够在释放出来后通过吸收周围的颗粒修复裂纹从而修复机器。如果宇宙飞船的外壳形成了裂纹，纳米机器能够在宇宙飞船周围释放聚合分子从而修复裂纹。
在纳米技术能够起飞之前，科学家必须学会如何操纵原子。下一个挑战将是为这些纳米机器编写程序，以执行特定的任务。
在长期的太空任务中，维护机载计算机和电子系统的健康与维护外壳一样重要。美国国家航空航天局正在研制一种新型系统，这种系统将使航天器的内部线路具有自我修复的能力。这种新的进化硬件将能够在故障成为一个关键问题之前监控电子设备和纠正系统。
最初，一个自我修复的飞行系统将在飞机上使用，然后被转移到航天器。在位于兰利研究中心(LangleyResearchCenter)的美国航空航天局航空安全项目(NASAAviationSafetyProgram)，研究人员正在研究这种自我修复的计算机系统。年，美国航天局报告说，它可能在年拥有商业系统。这里的想法是创建一个自我修复的计算机系统，它使用一组低功耗处理器，这些处理器通过无线链接松散地耦合到航天器系统。
这些健康管理和控制扰动管理系统可以在问题无法纠正之前检测、诊断和预防异常。计算机健康管理系统将监测重要功能，帮助预防和减少任何故障，提高机组人员应对问题的能力，并减少飞行员在紧急情况下的工作量。控制扰动管理将包括先进的检测和预测算法、显示格式、飞行员字幕插入和引导和控制方法，以防止故障发生时的事故。这两种系统都可以用于飞机和航天器。
在未来，宇宙飞船可能会把我们带到太阳系的边缘甚至更远。如果这是可能的，我们将需要具有内置保障措施的航天器。这些智能航天器必须能够探测到潜在的问题，并对这些问题做出反应，而这些问题可能是人类乘客看不到的。
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.KEVINBONSOR-science.howstuffworks
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