חלל מסחרי משגשג ויהפוך למרכיב חשוב בעתיד האנושות. השיטות המומלצות הנוכחיות לחומרים חדשים המיושמים בתחום זה באות לידי ביטוי בתחנת החלל הבינלאומית (ISS) ובלוויינים המשרתים את כדור הארץ ויוצאים למסעות חקר לתוך מערכת השמש. חומרים מסוימים מתאימים יותר לסביבות ואקום מאחרים.
אֲלוּמִינְיוּם
אולי המאפיין השימושי ביותר של אלומיניום הוא שהוא גם יציב וגם קל משקל. האלומיניום עצמו אינו עמיד מספיק לשימוש בחלל, אך הוא התוסף הנפוץ ביותר בשימוש בייצור סגסוגות לחלל. הוספת אלומיניום נובעת מכך שהיא יכולה להפחית את משקל המוצר המוגמר מבלי להקריב יותר מדי כוח. לדוגמה, אסטרונאוטים משתמשים ברפפות אלומיניום בתחנת החלל הבינלאומית כדי להגן על התחנה מפני פסולת חלל מעופפת.
טיטניום וסגסוגות טיטניום
טיטניום היא מתכת קלת משקל המשמשת במטוסי סילון וניתן להשתמש בה לבד או להפוך לחומרי סגסוגת חלל. טיטניום נמצא בשימוש נרחב בתשתית החלל הקיימת בתחנת החלל הבינלאומית ובלוויין. לוח טיטניום טהור חרוט מפרויקט רוזטה מותקן כעת מחוץ לתחנת החלל הבינלאומית, המכילה תיעודים של שפות כדור הארץ. טיטניום יכול לעמוד בסביבות קיצוניות בחלל, כולל תנודות טמפרטורה, קרינה קוסמית וקרינת שמש.
חומרים מרוכבים פחמן
חומר זה, הידוע גם בשם RCC, הוא חיוני בתוכנית מעבורות החלל של ארה"ב. הוא מכסה שטח חשוב על פני כנפי מעבורת החלל ועמיד בפני חום קיצוני בכניסה חוזרת לאטמוספירה. עקרון העבודה הוא כמו רדיאטור מורכב לרכב, משחרר חום. הוא ממוקם בכל מקום שבו חום קיצוני עלול להשפיע על פעולת החללית ולהעביר חום הרחק מאזורים רגישים יותר של החללית. RCC הוא קל משקל, אך גם שביר מאוד. במהלך שיגורה של מעבורת החלל קולומביה, חתיכת חומר בידוד מוקצף פוליאוריטן שנשרה ממיכל הדלק החיצוני גרמה לנזק חלקי לחומר הבידוד, וכתוצאה מכך אירוע קטסטרופלי שבו נהרגו שבעה אנשי צוות. מעבורת החלל הצבאית X-37 ו-Dreamchaser השתמשו בגרסה מתקדמת יותר של RCC בשם TUFROC (קיצור של Toughened Single Chip Fiber Reinforced Antioxidant Composite).
קוולר
סיבי קוולר הם חומר חלל חשוב. כידוע, הוא משמש לעיצוב ביגוד עמיד. הצבא ורשויות אכיפת החוק משתמשים באפודי סיבי קוולר כדי להגן על חיילים ושוטרים מפציעות קליעים. בדיוק כפי שהוא יכול לחסום כדורים, סיבי קוולר בחלל יכולים להגן על לוויינים, חלליות ותחנת החלל הבינלאומית מפני פסולת מרחפת ופסולת חלל במסלול כדור הארץ. סיבי Kevlar הם קלים ועמידים, מסוגלים לעמוד בחום קיצוני ובטמפרטורות קור ללא עיוות.
זכוכית מבודדת
החלונות של תחנת החלל הבינלאומית, חלליות דרקון וחלליות מאוישות אחרות עשויים מזכוכית עמידה בחום. זכוכית רגילה תישבר בסביבת החלל ולא יכולה לעמוד בהשפעת השיגור או המעבר באטמוספרה. המאפיינים של זכוכית עמידה בחום מאפשרים לה לעמוד בלחץ המשתנה ללא הרף של חלליות הנכנסות ויוצאות מהחלל. זה יכול לעמוד בטמפרטורות חמות וקרות במיוחד מבלי להיסדק או להישבר.
בד סיליקה ואווירג'ל
עבור אזורים בחללית הדורשים יותר גמישות, בדרך כלל משתמשים בבד סיליקון. לדוגמה, האזור סביב גלגלי הנחיתה של מעבורת החלל האמריקאית משתמש בבד סיליקון. למרות שזה לא החומר העמיד ביותר, הוא יכול לעמוד במבחן הקשה של מסע בחלל מבלי להישבר. אירג'ל שימש במעבורת החלל של ארצות הברית וכעת נעשה בו שימוש בבדיקות מאדים של נאס"א, כולל סקרנות והתמדה. המבנה הכימי של אירוג'ל דומה לזה של זכוכית. הנקבוביות שלו מכילות גז או אוויר ולא נוזל. נקבובית בודדת היא פחות מעשרת אלפים מקוטר שערה אנושית, רק כמה ננומטרים. האופי הננו נקבובי של סיליקון איירגל גורם לחומר להיות בעל מוליכות תרמית הנמוכה ביותר במוצקים ידועים.
