目前，碳纤维增强环氧树脂基复合材料由于其优异的性能在航天器结构上已得到广泛的应用，现己成为航天航空领域四大结构材料之一。碳纤维的性能碳纤维具有低密度、高强度、高模量、耐高温、抗化学腐蚀、低电阻、高热导、低热膨胀、耐化学腐蚀等优良特性。虽然碳纤维具有柔曲性和可编性，比强度和比模量优于其它纤维增强体，但由于碳纤维性脆和高温抗氧化性能较差，很少单独使用，主要用作树脂、碳、金属、陶瓷、水泥、橡胶基复合材料的增强体。

　　人造地球卫星发射时，卫星受到很大的加速度过载和强烈的振动，要求材料具有足够的强度。为了避免卫星和发射系统产生共振，要求卫星结构具有足够的刚度。在轨道运行中卫星处于高低温交变的环境中，卫星的某些部件，如抛物面天线等尺寸精度要求很高，必须有尽可能小的热膨胀系数。而展开式结构（如太阳电池阵基板）也要有足够的刚度，以免在轨道运行过程中对姿态控制不利。

　　此外，还要求卫星结构材料在高真空及粒子、紫外辐射下具有足够的稳定性。返回式卫星再入大气层时，处于气动热环境中，必须进行防热。卫星结构的减重比飞机和其他航天器更重要。归纳起来，人造卫星对材料的要求是比强度、比模量高、热膨胀小、尺寸稳定性好，在各种空间环境因素作用下性能稳定，碳纤维增强环氧树脂复合材料的比强度及比刚度在现有结构材料中是最高的。

　　碳纤维增强环氧树脂复合材料的比模量高，适于用作卫星结构的本体材料。如日本ETS-1卫星壳体内部主要由M40的CFRP制成的直径0.5m的推力筒、设备架、8根设备架支杆和一分隔环组成。国际通信卫星5的中心推力筒出圆筒壳和锥壳组成。壳体由铝蜂窝和碳纤维增强环氧树脂复合材料面板的夹层结构构成。蒙皮用T300布和高模量单向带复合材料制成，其它部件也多用碳纤维增强环氧树脂复合材料制成。

　　随卫星尺寸和有效载荷的日益增加，卫星结构质量占整星质量的比例H益减小，由过去的13%~20%向10%以下发展，因此碳纤维增强环氧树脂复合材料作为卫星结构材料的应用和开发前景十分广阔。在卫星结构材料应用中，玻璃钢的比模量低，不宜作主结构材料。

　　硼纤维复合材料虽有高比模，但制造工艺复杂、价昂。Kevlar复合材料比强度高，热膨胀低，在卫星结构中有一定实用价值，但其比模量低，压缩强度低，使其应用受到限制。SiC-金属宜用于高温结构，但距实用还有距离。总之，今后一定时期内，卫星结构的主要材料还应是高模量碳碳纤维的聚合物基复合材料。

　　太阳电池阵结构。人造卫星工作所需电力由太阳能电池板（阵）供给，用电量约在700W以上。三轴控制式人造卫星采用空中展开式大型太阳电池阵，面积相当大，需用轻质、高比强度、高比模量和热膨胀系数小的碳纤维增强环氧树脂复合材料制作。例如：德国MBB公司已研制了两种太阳电池阵结构。一种是刚性太阳电池阵，由碳纤维增强环氧树脂复合材料面板、方形薄壁梁和铝蜂窝胶接而成，发射时折叠，在空中展开，已用于轨道试验卫星，面积为11.4m2。

　　国际通信卫星V的展开式太阳能电池板，每个翼长7m，宽1.7m，两个翼的总面积为18.12m2，采用碳纤维增强环氧树脂复合材料制成桁架，铝蜂窝结构为芯材，面板也采用了碳纤维增强环氧树脂复合材料复合材料。另一种是半刚性太阳电池阵，用碳纤维增强环氧树脂复合材料制成薄壁方形管材的桁架，其上加预张紧的柔性薄膜支承太阳电池，此结构面密度较低。

　　“东方红三号”通信广播卫星能源系统的太阳电池阵，有6块碳纤维增强环氧树脂复合材料网络面板铝蜂窝夹层结构件。由于大量使用碳纤维增强环氧树脂复合材料等先进复合材料，使其重量仅为过去制件的四分之一，而电能与重量比由20Wkg提高到33W/kg。

　　阅读延伸：《蜂窝夹层结构在航天运载器上的应用》