상업용 항공우주 산업은 번창하고 있으며 인류 미래의 중요한 구성 요소가 될 것입니다. 이 분야에 적용되는 신소재에 대한 현재 모범 사례는 국제 우주 정거장(ISS)과 지구에 봉사하고 태양계 탐사 여행을 시작하는 위성에 반영됩니다. 일부 재료는 다른 재료보다 진공 환경에 더 잘 적응합니다.
알류미늄
아마도 알루미늄의 가장 유용한 특성은 견고하면서도 매우 가볍다는 점일 것입니다. 알루미늄 자체는 우주에서 사용하기에는 내구성이 부족하지만 우주용 합금 제조에 사용되는 가장 일반적인 첨가제입니다. 알루미늄을 첨가하면 강도를 크게 희생하지 않고도 완성품의 무게를 줄일 수 있기 때문이다. 예를 들어, 우주 비행사들은 국제 우주 정거장에서 알루미늄 루버를 사용하여 비행하는 우주 잔해로부터 정거장을 보호합니다.
티타늄 및 티타늄 합금
티타늄은 제트 항공기에 사용되는 경량 금속으로 단독으로 사용하거나 우주 합금 소재로 만들 수 있습니다. 티타늄은 국제 우주 정거장과 위성의 기존 우주 인프라에 광범위하게 사용됩니다. 로제타 프로젝트에서 에칭된 순수 티타늄 판이 이제 국제 우주 정거장 외부에 설치되어 지구의 언어 기록이 담겨 있습니다. 티타늄은 온도 변동, 우주 및 태양 복사를 포함한 우주의 극한 환경을 견딜 수 있습니다.
탄소탄소복합재료
RCC라고도 알려진 이 물질은 미국 우주 왕복선 프로그램에서 매우 중요합니다. 우주 왕복선 날개 표면의 중요한 부분을 덮고 있으며 대기권에 재진입할 때 극심한 열을 견뎌냅니다. 작동 원리는 열을 방출하는 복잡한 자동차 라디에이터와 같습니다. 극심한 열이 우주선 작동에 영향을 미칠 수 있고 우주선의 더 민감한 부분에서 열을 멀리 전달할 수 있는 모든 곳에 배치됩니다. RCC는 가볍지만 매우 취약합니다. 우주왕복선 컬럼비아호 발사 중 외부 연료탱크에서 떨어진 폴리우레탄 폼 단열재 조각이 단열재 일부를 손상시켜 승무원 7명이 사망하는 참사를 일으켰다. X-37 군용 우주 왕복선과 Dreamchaser는 TUFROC(Toughened Single Chip Fiber Reinforced Antioxyant Composite의 약자)이라는 고급 버전의 RCC를 사용했습니다.
케블라
케블라 섬유는 중요한 우주 소재입니다. 잘 알려진 바와 같이 내구성이 뛰어난 의류를 디자인하는데 사용된다. 군대와 법 집행 기관에서는 군인과 경찰을 총상으로부터 보호하기 위해 케블라 섬유 조끼를 사용합니다. 총알을 막을 수 있는 것처럼 우주의 케블라 섬유는 지구 궤도에 떠다니는 잔해와 우주 잔해로부터 위성, 우주선, 국제 우주 정거장을 보호할 수 있습니다. Kevlar 섬유는 가볍고 내구성이 뛰어나며 극심한 열과 추위를 변형 없이 견딜 수 있습니다.
절연 유리
국제우주정거장, 드래곤 우주선, 기타 유인 우주선의 창문은 내열유리로 만들어졌습니다. 일반 유리는 우주 환경에서 깨질 수 있으며 발사 충격이나 대기 통과를 견딜 수 없습니다. 내열유리의 특성상 우주선이 우주에 들어오고 나갈 때 끊임없이 변화하는 압력을 견딜 수 있습니다. 갈라지거나 부서지지 않고 극도로 뜨겁고 추운 온도를 견딜 수 있습니다.
실리카 천과 에어로겔
더 많은 유연성이 필요한 우주선 영역의 경우 일반적으로 실리콘 천이 사용됩니다. 예를 들어 미국 우주왕복선의 랜딩기어 주변에는 실리콘 천을 사용하고 있다. 가장 내구성이 뛰어난 소재는 아니지만 우주 여행의 가혹한 테스트를 깨지지 않고 견딜 수 있습니다. 에어로젤은 미국의 우주왕복선에 사용됐고 현재는 큐리오시티(Curiosity)와 퍼서비어런스(Perseverance) 등 NASA의 화성 탐사선에 사용되고 있다. 에어로겔의 화학 구조는 유리의 화학 구조와 유사합니다. 기공에는 액체가 아닌 가스 또는 공기가 포함되어 있습니다. 하나의 모공은 사람 머리카락 굵기의 1만분의 1도 안 되는, 고작 몇 나노미터에 불과합니다. 실리콘 에어로겔의 나노 다공성 특성으로 인해 재료는 알려진 고체 중에서 가장 낮은 열전도도를 갖습니다.
