龐大的國(guó)際空間站在繞地球運(yùn)行時(shí)，隨時(shí)都有危險(xiǎn)存在。因?yàn)樵诘偷剀壍乐写蠹s有3500萬(wàn)個(gè)糖塊大小和約10萬(wàn)個(gè)乒乓球大小的空間碎片同時(shí)繞地球飛行。說(shuō)不定就有一塊碎片和空間站相撞，而即使最小的一塊碎片也可能使缺少保護(hù)的空間飛船損壞，因?yàn)檫@些碎片是以每秒鐘2~15公里的極高速度飛行。

為了空間站的安全，科學(xué)家研究過(guò)不同類型的空間飛船的保護(hù)屏，但大多數(shù)保護(hù)屏是由薄而脆的陶瓷纖維層或鋁和開(kāi)夫拉纖維網(wǎng)組成的。第一層是陶瓷防護(hù)屏，它們和細(xì)小的云團(tuán)似分布的碎片相撞時(shí)吸收一部分能量，而第二層是由堅(jiān)韌的鋁或開(kāi)夫拉纖維編織成的防彈呢絨背心式的防護(hù)屏，可吸收空間碎片云團(tuán)。但這些防護(hù)屏只有在碎片顆粒的直徑不大于1厘米時(shí)才起作用。

研究衛(wèi)星防護(hù)的英國(guó)國(guó)防部QinetiQ研究所的HedleyStoke說(shuō)，較大的10厘米直徑以上的空間碎片則定期用雷達(dá)跟蹤，并經(jīng)常通知國(guó)際空間站做機(jī)動(dòng)飛行避開(kāi)這種大碎片。萬(wàn)一較大的碎片將空間站撞出裂口，NASA曾研制了一種稱為粘結(jié)性襯套蓋的修補(bǔ)裂口的零件，用于堵住缺口。

但怎樣防止小于10厘米大于1厘米的碎片和空間站相撞引起的危險(xiǎn)呢?日本九州技術(shù)研究所的Hidehiro Hata研究了這一問(wèn)題，他的研究重點(diǎn)是在空間站受到這種碎片的撞擊后，讓宇航員在受損的工作艙減壓而感到呼吸困難之前，有足夠的時(shí)間撤離到安全的工作艙內(nèi)。

Hata發(fā)明了一種新穎的充滿空氣和聚苯乙烯小球的雙層防護(hù)屏，然后將它安裝在常用的碎片防護(hù)屏下面。如果一塊空間碎片或微型隕石撞穿了這種防護(hù)屏的第一層，在空腔和外邊真空之間的壓力差就會(huì)把充滿空氣的雙層防護(hù)屏中的空氣吸出去，在吸出空氣時(shí)會(huì)推動(dòng)其中的一個(gè)聚苯乙烯小球進(jìn)入撞出的裂口堵住它。而如果飛船的艙壁被撞穿，艙內(nèi)的壓力將開(kāi)始下降，但因有聚苯乙烯小球堵住孔洞，會(huì)成功地減緩空氣泄漏的速度，使宇航員贏得時(shí)間迅速撤離到其他安全的工作艙內(nèi)。

為了驗(yàn)證這種設(shè)計(jì)的效果，Hata對(duì)一個(gè)安裝了雙層防護(hù)屏的壓力容器發(fā)射金屬子彈。當(dāng)子彈以每小時(shí)6710英里的速度射穿防護(hù)屏?xí)r，雙層防護(hù)屏的空氣開(kāi)始泄漏，空氣迫使其中的小球向洞口漂移并堵住洞口。但他發(fā)現(xiàn)，他原來(lái)?yè)?dān)心的堵住洞口的小球會(huì)變成細(xì)長(zhǎng)的線狀體的情況沒(méi)有出現(xiàn)，而是子彈沖擊波產(chǎn)生的溫度使這些小球熔化并聚集一起，試驗(yàn)沒(méi)有獲得完全成功。于是他現(xiàn)在又用包有金屬箔的聚苯乙烯小球，以防止小球受熱熔化。

Hata發(fā)明的雙層防護(hù)屏是為日本預(yù)計(jì)在2005年安裝在國(guó)際空間站上的Kib0號(hào)研究艙設(shè)計(jì)的。為了看看這種研究艙能否讓宇航員有更多的時(shí)間撤離損壞的研究艙，他測(cè)量了不同屏蔽程度的容器在被子彈射穿后，空氣壓力的降低速度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有防護(hù)屏的容器，其中的壓力在一秒鐘內(nèi)就降低到周圍的壓力水平，而安裝有雙層防護(hù)屏的容器，其中的壓力要花3分鐘才降低到同樣的水平。

在飛船上有更多的疏散撤離時(shí)間，對(duì)宇航員是生死攸關(guān)的，因?yàn)樵谔由鷷r(shí)必須分秒必爭(zhēng)。