一个研究者的指南:
美国国家航空航天局
这个国际空间站(ISS)研究员指南由NASAISS项目研究整合办公室发布,并与国际空间站国家实验室合作编写?,由太空科学进步中心?(CASIS?)管理。
作者:
菲利普·H·伊拉斯,博士蔡
丹帕尔塔·杜塔,博士罗
腾飞,博士道格拉斯·马森
,博士弗雷德里克·迈克尔
·詹纳图恩·纳韦,博士安
德鲁·奥康纳吉塔·拉贾戈
帕兰赖安·D·里斯,博士
迈克尔·S·罗伯茨,博士迈
克尔·P·桑索西理查德·韦
伯,博士
执行编辑:詹妮弗·汉密尔顿
技术编辑:芭芭拉·刘易斯设
计师:芭芭拉·刘易斯
发布:2015年9月修订:2
025年5月
封面:
扫描电子显微镜在DLR-K?ln拍摄的Cannon-MuskegonCMSX-4Plus(SLS)显微照片:(a)样品在地面制备后凝固的合金液滴,在浮力测试之前;(b)使用JAXAELF(静电浮力炉)在空间站ISS上处理后的状态,以及(c)在地面使用NASA-MSFC静电浮力设施的状态。(图片来源:DouglasMatson,博士,塔夫茨大学)
封底:
ZBLAN(锆钡镧铝钠氟化物)纤维在传统1g工艺(右)和NASAKC-135低重力飞机上的实验(左)中拉伸的截面。1g纤维粗糙的表面表明存在表面缺陷,这些缺陷会散射光信号并大大降低其质量。ZBLAN是重金属氟化物玻璃家族的一部分。NASA正在研究在太空中低g环境下拉伸ZBLAN纤维,以防止结晶,从而限制ZBLAN在基于光纤的通信中的实用性
。ZBLAN是一种重金属氟化物玻璃,在红外激光高吞吐量通信方面显示出巨大的潜力。(图片来源:NASA/Marshall空间飞行中心)
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实验室开放
在距离地球250英里的轨道上,国际空间站提供了一个平台,用于研究改善地球生活、实现太空探索、理解宇宙以及促进近地轨道经济发展。这份研究人员指南旨在帮助潜在的ISS材料科学研究人员利用微重力环境进行实验,以了解热质传递如何影响材料加工。它涵盖了可用于开展材料科学研究的基础设施,提供了过去和当前微重力材料研究的案例,并讨论了未来在ISS上进行材料科学研究的有前景的领域。
NASA宇航员和第69次任务飞行工程师弗兰克·鲁比奥在微重力科学手套箱(MSG)中更换石墨烯气凝胶样品,进行一项太空制造研究。这项物理学研究旨在生产一种优越、均匀的材料结构,有利于能源存储、环境保护和化学传感。照片由NASA提供。
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国际空间站特色国际空间站研究环境的独特之处研究环境
1.微1.重持力续微重力,或失重,改变了许多可观测现象,或近似失重,在物理科学和生命科学中发生变化。受影响的系统和过程包括物理和生命科学中的许多可观测现象。受微重力影响的系统和过程微重力包括表面润湿和界面张力 ,多相包括表面润湿和界面张力,多相流和传热,多相系统动力学,凝固,以及流和传热,多相系统动力学,火灾现象和燃烧。微重力引发大量熔化和凝固、燃烧现象。从细菌到人类的各种生物体发生变化,包括全球微重力引发大量生物体变化,基因表达的改变和细胞三维聚集形成组织状从细菌到人类,包括全球变化的建筑。在基因表达和细胞聚集成组织样结构中。
2.极在端is条s境中包括暴露于极端
2.极端条件在空间站环境中包括热和冷循环、超高真空、原子氧和高能辐射暴露于极端热和冷循环、超高辐射。对暴露于这些极端真空、原子氧和高能辐射的材料进行测试和认证。测试条件已提供数据,以实现长期制造和使用于地球以及世界上最可靠组件的材料认证。条件已提供数据以支持制造复杂的卫星和航天器部件。用于地球以及世界上最为先进的卫星和航天器,在51度倾角和90分钟轨道上的长寿命、可靠组件。
3.低地球轨道
为国际空间站提供了独特的观测点,高度约为240
3.独特视角在低地球轨道上,高度为51英里(400公里),轨道倾角超过地球90%度,90分钟的轨道运行,人口稠密区。这可以提供改进的空间分辨率,与典型的太阳同步轨道相比,其轨道路径覆盖了地球90%以上的人口,高度变化约为250英里(400公里),且轨道光照条件不同。这是地球遥感卫星。视角与典型地球遥感卫星的太阳同步轨道相比,可提供更高的空间分辨率和可变的光照条件。
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目录
实验室开放
国际空间站研究环境的独特之处
为什么使用国际空间站作为材料研究实验室微重力下的材料科学研究:经验教训
材料研究设施