臨近空間氣球膜的性能要求包括重量輕、強(qiáng)度高、耐熱隔熱性能優(yōu)異、抗輻射性能好、氣密性高、經(jīng)久耐用。臨近空間的氣球需要長(zhǎng)時(shí)間在離地面20到100公里的空域飛行，這個(gè)空域包括大部分平流層、全部中間層和部分電離層。在這種環(huán)境下，氣球膜的性能是保證任務(wù)成功的關(guān)鍵因素。

1. 輕質(zhì)高強(qiáng)度

材料選擇:氣球膜的材料需要具有低密度和高抗拉強(qiáng)度，以保證氣球在稀薄的大氣中能夠保持形狀和攜帶有效載荷。常用的材料包括聚合物和復(fù)合材料。

機(jī)械性能: 在相鄰空間的惡劣條件下，氣球膜必須能夠承受來(lái)自不同方向的風(fēng)壓變化，因此材料需要具有良好的機(jī)械性能。

2. 耐熱性和絕熱性

溫度變化: 相鄰空間的溫度變化劇烈，從平流層的低溫到陽(yáng)光直射的高溫都會(huì)對(duì)氣球膜產(chǎn)生影響。因此，氣球薄膜必須具有優(yōu)良的耐熱性和熱絕緣。

材料的穩(wěn)定性:材料在極端溫度下應(yīng)保持穩(wěn)定，不發(fā)生性能退化或化學(xué)變化，以保持其結(jié)構(gòu)完整性和功能。

3. 耐輻射性

紫外線和宇宙射線: 在高海拔地區(qū)，紫外線和其他宇宙射線更為強(qiáng)烈，這可能加速材料的老化過(guò)程。氣囊膜材料需要具有良好的抗輻射能力。

防護(hù)技術(shù)措施：通過(guò)進(jìn)行添加紫外線穩(wěn)定劑或使用一個(gè)具有中國(guó)固有抗輻射發(fā)展能力的材料來(lái)提高氣球膜的耐輻射性。

4. 高氣密性

氣體滯留:為了保持有效浮力，氣球膜必須高度氣密，以防止漂浮氣體(如氦氣或氫氣)泄漏。這對(duì)長(zhǎng)途飛行至關(guān)重要。

接頭技術(shù): 除了材料的氣密性外，接頭的技術(shù)處理也需要保證密封性，以防止氣體泄漏在最薄弱的環(huán)節(jié)。

5.持久耐用性

長(zhǎng)期飛行:臨近空間的氣球可能需要執(zhí)行長(zhǎng)期的科學(xué)觀測(cè)任務(wù)，因此氣球膜的耐久性非常重要。材料應(yīng)能長(zhǎng)期抵抗環(huán)境因素的影響，如臭氧、紫外線和溫度變化。

老化保護(hù): 使用抗老化材料或涂料可以延長(zhǎng)氣球薄膜的使用壽命，使其在惡劣環(huán)境下在鄰近空間保持穩(wěn)定性能。

了解這些性能要求后，科學(xué)家和工程師在選擇和設(shè)計(jì)臨近空間的氣球膜時(shí)，通常會(huì)綜合考慮上述因素，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和數(shù)值模擬分析，確保所選材料和設(shè)計(jì)的可靠性。比如通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型和數(shù)值模擬分析，可以預(yù)測(cè)不同材料和設(shè)計(jì)方案在特定條件下的性能，從而優(yōu)化球囊膜的設(shè)計(jì)。