三维多功能烧蚀热防护系统(3D-MAT)是一种热防护材料，是NASA为人类深空任务建造的最新航天器猎户座的关键部件。在阿尔特弥斯登月任务结束时重返地球大气层时，它能够在承受极端温度的同时保持高强度。

3D-MAT用于Artemis一代的热防护材料

3D-MAT已成为美国宇航局阿尔忒弥斯计划的一项重要技术，它将为长期的月球科学探索奠定基础，并为人类火星探险做好准备，造福所有人。

3D-MAT项目源于猎户座飞船早期设计中的一个技术问题。压缩垫(宇航员居住的乘员舱与携带动力、推进器、补给等的服务舱之间的连接接口)在2014年猎户座飞船的首次试飞(探索飞行测试-1)期间出现了问题。

美国宇航局的工程师们意识到，他们需要找到一种新材料来制作压缩垫，这种材料既能将猎户座飞船的不同部件固定在一起，又能承受重返大气层时的极高温度。NASA的隔热材料曾被采用过3D编织材料，但在发现需要一种新材料来制作压缩垫后，开发工作迅速升级。

这导致了3D-MAT的出现，这是一种由石英纱和氰酸酯树脂编织而成的材料，具有独特的三维设计。所用的石英纱就像阁楼中可能使用的玻璃纤维绝缘材料的更高级版本，树脂本质上是一种高科技胶水。这些现成的航空航天材料之所以被选中，是因为它们能够在极高的温度下保持强度并隔绝热量。

3D-MAT采用专门的织机编织而成，织机将纱线紧密地捆扎在一起，然后使用独特的加压工艺注入树脂。最终得到的是一种高性能材料，在高温下能够非常有效地保持强度，同时还能隔绝所保护航天器的热量。

在阿尔特弥斯一号任务的第19天，猎户座飞船准备于12月5日返回，届时它将飞过月球表面约79英里，月球在画面中变得越来越大。这张图片包括猎户座乘员舱和服务舱，它们通过采用3D-MAT材料的压缩垫连接。图片来源：NASA

三年内，3D-MAT从早期概念发展成为成熟材料，现已被纳入NASA的旗舰项目Artemis。在ArtemisI任务中，猎户座飞船的压缩垫使用了3D-MAT，证明了该材料对NASA载人航天事业的重要作用。

这一进展之所以能在如此短的时间内实现，得益于该团队与多家小型企业的合作，其中包括开发了编织工艺的BallyRibbonMills以及与NASA共同开发了树脂灌注工艺的SanDiegoComposites。

其开发团队获得了NASA年度发明奖，这是一项享有盛誉的荣誉，旨在表彰3D-MAT对Artemis成功飞行的重要性以及它对NASA未来Artemis任务的重要性。获得认可的发明团队包括来自NASA位于加州硅谷的艾姆斯研究中心的JayFeldman和EthirajVenkatapathy、BallyRibbonMills的CurtWilkinson和Dynovas的KenMercer。

3D-MAT的应用范围不仅限于NASA。3D-MAT所具备的材料加工能力已催生出其他产品，例如一级方程式赛车的结构部件和火箭发动机外壳。3D-MAT在商用航空航天器和国防领域的多种潜在用途正在根据其特性和性能进行评估。