来自太空的日常技术：走出美国国家航空航天局的悲剧，更好的防火服

从左起，阿波罗1号宇航员维吉尔·I·“格斯”·格里森、爱德华·怀特和罗杰·查菲在肯尼迪航天中心34号发射复合体的土星1号运载火箭前合影。宇航员后来死于发射台的一场大火。

当宇航员冒险进入太空时，他们的航天器的墙壁或宇航服的保护范围都是他们与宇宙环境无情本质之间的障碍。

美国国家航空航天局的宇航服和航天器旨在使宇航员免受一系列极端温度的影响，从令人不寒而栗的零下455华氏度（零下270摄氏度）深空到灼热的2300华氏度（1260摄氏度）重返大气层。

但地球上的许多人也利用了美国国家航空航天局开发的耐火纺织品——所有这些都不必冲入宇宙或坠入地球大气层。该机构对宇航服、航天飞机和其他运载工具的隔热层和隔热层的高级研究已在消防、军事、汽车运动和其他行业得到了实际应用。

20世纪50年代末，化学家卡尔·马维尔在为美国空军研究高温稳定聚合物时，首次合成了聚苯并咪唑（PBI），这是一种熔点极高的合成纤维。

位于南卡罗来纳州Rock Hill的PBI工厂于1983年3月18日生产了第一包商业PBI纤维。

PBI卓越的热稳定性和化学稳定性意味着它不像许多其他纤维材料那样容易着火。1963年，美国国家航空航天局和空军材料实验室赞助了一系列关于PBI的研究，因为他们认识到PBI在航空航天和国防工业中的潜在应用。

美国国家航空航天局的叫醒电话

这是一个悲剧性的转折，真正加速了美国国家航空航天局解决宇航员面临的火灾风险的需要。

1967年1月27日，在阿波罗/土星太空飞行器的发射台测试中，阿波罗1号指挥舱发生闪火。阿波罗1号任务将是阿波罗登月计划的首次载人飞行。

三名宇航员，指挥飞行员Virgil“Gus”Grissom，水星和双子座任务的老兵；资深飞行员爱德华·H·怀特，曾在双子星计划期间进行过美国首次出舱活动的宇航员；飞行员罗杰·B·查菲在事故中丧生，当时他正在为自己的第一次太空飞行做准备。

阿波罗204号审查委员会发布了一份关于这场悲剧的最终报告，虽然点火源没有得到无可辩驳的确定，但委员会认定，早期指挥舱的设计和建造缺陷导致了阿波罗1号三名宇航员的死亡。委员会的最终报告提出了具体的修改建议，包括限制指挥舱和宇航员飞行服中可燃材料的数量和位置。

阿波罗1号事故后，美国国家航空航天局加强了先进耐火材料的开发，PBI是最早考虑的替代品之一。

防火服成熟

美国国家航空航天局与成立于纽约的化学品和先进材料生产商塞拉尼斯公司签订合同，开发一系列可用于宇航服和飞行器的耐热和阻燃PBI纺织品。硬质纤维几乎没有熔点，并且在暴露于火焰后可以保持强度和柔韧性。该织物还具有防霉、耐磨和耐化学品的性能。

在20世纪70年代和80年代，PBI对美国国家航空航天局的航天计划起到了重要作用，该材料被广泛用于阿波罗、天空实验室和许多航天飞机任务。PBI纤维被用于宇航员的飞行服、衣服、系绳和其他需要极端耐热性和耐用性的设备。

1977年，卡尔·马维尔被罗纳德·里根总统授予国家科学奖章。1978年，这种纺织品被纳入美国消防部门，1983年，PBI纤维开始商业化。

自那以后，多溴联苯醚织物被发现用于无数的军事和民用用途：轻质、阻燃的多溴联苯酯织物为驻阿富汗和伊拉克的消防员和美国军队提供保护。PBI纤维也被引入用于汽车制动系统，并在飞机座椅中提供防火层。

阻燃材料仍在航空航天工业中广泛使用，但PBI也在要求高温稳定性的新领域中找到了用途。有趣的是，根据美国国家航空航天局现已取消的星座计划，阿波罗计划期间首次在太空亮相的聚合物正在考虑用作战神一号和战神五号火箭发动机的绝缘材料。