2020年11月，麻省理工学院的一个研究小组把一些高科技织物样本送上了国际空间站，其中一些带有嵌入式传感器或电子设备。这些样本（目前没有动力）将在太空环境中暴露一年，以测试这些材料在近地轨道恶劣环境中的耐久性。这些织物样品能为航天器提供隔热保护，同时也可作为撞击微流星体和空间碎片的灵敏探测器。另外，这些织物还是一种新型的智能材料，能让宇航员通过宇航服感受到触觉。

可以将这个航天器外壳视为一个巨大的空间碎片和微流星体撞击传感器，如图1所示。在送达国际空间站的织物样本中，将电荷敏感合成毛皮（一个早期概念）和振动敏感纤维传感器等材料嵌入到弹性的太空织物里，由此产生的织物可用于检测具有科学意义的太空尘埃以及航天器的损坏情况。

图1 航天器

织物样本包含热拉伸“声学”纤维，其能利用压电效应，将机械振动转化为电能，如图2所示。当微流星体或太空碎片撞击织物时，织物会产生振动，“声学”纤维就会产生电信号。这种多材料组成的热拉伸纤维是麻省理工学院的研究小组开发了20多年的成果，它对机械振动非常敏感。这种织物已在地面的实验室里展示过，无论太空灰尘作用织物表面的哪个地方，都能够被检测和测量出来。

图2 “声学”纤维

先进织物样本在太空环境中的测试，将有助于对太空尘埃的分布和运动进行原位表征，并且也已证明这种有助于基础科学探究的仪器，可以直接嵌入持久性航天器的纺织材料外层。它还能检测到距离地球数十或数百光年的，百万年前超新星爆炸产生的宇宙尘埃，2019年，在南极洲的新雪中，人们发现了这种星际尘埃的同位素特征。因此，有可能还有一些尘埃在太阳系周围飘散，为我们提供了超新星爆炸动力学的线索。

在太空中测试这种能够探测近地轨道和更远距离撞击特征的材料，需要突破冲击测试实验的极限，进入高速力学的领域，如图3所示。研究小组使用了实验室设计的激光加速器设备，以每秒1公里以上的速度将微小颗粒撞击到目标表面，测试到了一些新型的聚合物、薄膜和纳米结构材料。

图3 太空撞击

这些织物不仅能够在太空中探测对科学研究具有重要意义的尘埃和监测航天器损伤，还可以为宇航员提供独特的体验。宇航服内的纺织品能够实时监测宇航员的生理信号，还能通过加压服让宇航员感受到触摸。这一系列功能使得太空织物具备了飞速发展的潜力，这不仅是对太空材料的创新，更是对未来太空探索的一大进步。