De commerciële lucht- en ruimtevaart bloeit en zal een belangrijk onderdeel worden van de toekomst van de mensheid. De huidige beste praktijken voor nieuwe materialen die op dit gebied worden toegepast, worden weerspiegeld in het Internationale Ruimtestation (ISS) en satellieten die de aarde bedienen en op verkenningsreizen naar het zonnestelsel beginnen. Sommige materialen zijn beter aanpasbaar aan vacuümomgevingen dan andere.
ALUMINIUM
Misschien wel het nuttigste kenmerk van aluminium is dat het zowel stevig als zeer licht van gewicht is. Aluminium zelf is niet duurzaam genoeg voor gebruik in de ruimte, maar het is het meest voorkomende additief dat wordt gebruikt bij de vervaardiging van legeringen voor de ruimtevaart. Het toevoegen van aluminium is omdat het het gewicht van het eindproduct kan verminderen zonder al te veel kracht op te offeren. Astronauten gebruiken bijvoorbeeld aluminium lamellen op het Internationale Ruimtestation om het station te beschermen tegen rondvliegend ruimteschroot.
Titanium en titaniumlegeringen
Titanium is een lichtgewicht metaal dat wordt gebruikt in straalvliegtuigen en kan op zichzelf worden gebruikt of worden verwerkt tot materialen voor ruimtelegeringen. Titanium wordt op grote schaal gebruikt in de bestaande ruimte-infrastructuur van het internationale ruimtestation en satellieten. Een geëtste plaat van puur titanium van het Rosetta Project is nu buiten het Internationale Ruimtestation geïnstalleerd, met registraties van de talen van de aarde. Titanium is bestand tegen extreme omgevingen in de ruimte, inclusief temperatuurschommelingen, kosmische straling en zonnestraling.
Koolstof-koolstofcomposietmaterialen
Dit materiaal, ook wel RCC genoemd, is cruciaal in het Amerikaanse Space Shuttle-programma. Het bedekt een belangrijk gebied op het oppervlak van de vleugels van de space shuttle en is bestand tegen extreme hitte bij terugkeer in de atmosfeer. Het werkingsprincipe is als een complexe autoradiator, waarbij warmte vrijkomt. Het wordt overal geplaatst waar extreme hitte de werking van het ruimtevaartuig kan beïnvloeden en warmte kan wegleiden van meer gevoelige delen van het ruimtevaartuig. RCC is lichtgewicht, maar ook erg kwetsbaar. Tijdens de lancering van de space shuttle Columbia veroorzaakte een stuk isolatiemateriaal van polyurethaanschuim dat van de externe brandstoftank viel gedeeltelijke schade aan het isolatiemateriaal, wat resulteerde in een catastrofale gebeurtenis waarbij zeven bemanningsleden om het leven kwamen. De militaire space shuttle X-37 en Dreamchaser gebruikten een meer geavanceerde versie van RCC genaamd TUFROC (afkorting van Toughened Single Chip Fiber Reinforced Antioxidant Composite).
Kevlar
Kevlarvezel is een belangrijk ruimtevaartmateriaal. Zoals bekend wordt het gebruikt voor het ontwerpen van duurzame kleding. Het leger en de wetshandhavingsinstanties gebruiken vesten van Kevlar-vezels om soldaten en politie te beschermen tegen kogelverwondingen. Net zoals het kogels kan blokkeren, kunnen Kevlar-vezels in de ruimte satellieten, ruimtevaartuigen en het Internationale Ruimtestation beschermen tegen drijvend puin en ruimteschroot in een baan om de aarde. Kevlar-vezel is lichtgewicht en duurzaam en bestand tegen extreme hitte en koude temperaturen zonder vervorming.
Isolatieglas
De ramen van het Internationale Ruimtestation, het Dragon-ruimtevaartuig en andere bemande ruimtevaartuigen zijn gemaakt van hittebestendig glas. Gewoon glas zal breken in de ruimteomgeving en is niet bestand tegen de impact van een lancering of het passeren door de atmosfeer. De eigenschappen van hittebestendig glas zorgen ervoor dat het bestand is tegen de voortdurend veranderende druk van ruimtevaartuigen die de ruimte binnenkomen en verlaten. Het is bestand tegen extreem hoge en koude temperaturen zonder te barsten of te breken.
Silicadoek en aerogel
Voor gebieden op ruimtevaartuigen die meer flexibiliteit vereisen, wordt meestal siliconendoek gebruikt. Zo wordt in het gebied rondom het landingsgestel van de Amerikaanse space shuttle gebruik gemaakt van siliconendoek. Hoewel het niet het meest duurzame materiaal is, kan het de zware test van de ruimtevaart doorstaan zonder te breken. Aerogel is gebruikt in de space shuttle van de Verenigde Staten en wordt nu gebruikt in NASA's Mars-sondes, waaronder Curiosity en Perseverance. De chemische structuur van aerogel is vergelijkbaar met die van glas. De poriën bevatten gas of lucht in plaats van vloeistof. Eén enkele porie is minder dan een tienduizendste van de diameter van een mensenhaar, slechts enkele nanometers. De nanoporeuze aard van siliciumaerogel zorgt ervoor dat het materiaal de laagste thermische geleidbaarheid heeft in bekende vaste stoffen.
