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        “火”与“冰”的考验 给“天问一号”穿上防护衣

        2021-04-15 11:31编辑:诚信在线手机版下载人气:


          给“天问一号”穿上防护衣

          “天问一号”探测器打算于5月至6月择机实施火星着陆,开展巡视探测。“天问一号”任务是我国独立开展行星际探测的第一步,将通过一次发射实现对火星的“绕、着、巡”,即火星环抱、火星着陆、火面巡视。这是世界航天史上还没有过的先例。

          在“天问一号”火星探测器中,利用了我国独立自主研发的多项科学技能,个中,火星车回收了中国航天科工三院306所研发的新型隔热保温质料——纳米气凝胶,该质料将别离用来应对“极热”和“极寒”两种严酷情况,同时以其超轻特性极大地减小火星车的承担,让它跑得更快,跑得更远。

          “火”与“冰”的检验  

          纳米气凝胶是一种由纳米标准的固体骨架组成的一个三维立体网络,它的密度可以做到比氛围还轻,是世界上最轻的固体;导热系数仅为静止氛围的一半,是导热系数最低的固体,这使它成为“天问一号”应对极寒、极热等严酷情况所需热防护质料的不二之选。

          306所作为航天科工团体的特种质料及工艺技能研究中心,已经把握了气凝胶布局可节制备和工程应用的全套技能,该所研制的气凝胶质料在航天规模已经得到了遍及的应用,涉及的航天装备高出30个型号。好比,在长征五号系列火箭上主要应用于动员机高温燃气系统的隔热。在天舟一号任务中,把气凝胶做成真空隔热板安装在低温锁柜中,在飞船中搭建了超等冰箱。

          “我们系列化的气凝胶产物可以说已经经验了大量‘火’与‘冰’的检验。”该所所长柳晓辉对记者讲道。

          固然前期有足够的技能和履历积聚,但接到为“天问一号”研发烧防护质料的任务后,面临“天问一号”新的严酷使役情况,306所气凝胶团队照旧碰上了“硬茬”。

          火星着陆阶段,着陆动员机发生的热量使周围的温度高出1000℃,“极热”检验超出了其时世界上气凝胶质料的耐温极限。“极寒”检验呈此刻火星巡视阶段,要可以或许确保火星车在-130℃的情况正常事情,诚信在线,更难的是,为了给火星车减负,需要气凝胶具有超低密度,这对证料设计和制备都提出了庞大的挑战。

          艰巨攻关不寻常

          面临“天问一号”的严酷事情情况,306所气凝胶研发团队实验了上百种配方,把几十个工艺参数化整为零,开展了大量的验证试验,经验一次次失败,一次次从新再来,终于办理了道理性问题。

          为了确保万无一失,“天问一号”上用到的两种气凝胶质料先后颠末尾物理特性、力学机能、隔热机能和空间情况耐候机能等四大类总共98项试验测试。并且每一项试验都需要颠末多个批次的反复验证。最终,这两种高机能气凝胶质料如期遇上了飞往火星的航班。

          据先容,仅仅10mm阁下的隔热组件可以或许在整个着陆进程中可以或许阻隔1000℃以上的高温,使其另一侧的温度保持在可接管的范畴;通过在火星车外貌铺设大面积的气凝胶板,不只阻隔了火星外貌的超低温,并且自身的密度只有15mg/cm3,即同等体积下,重量只有钢的1/500,铝的1/180,水的1/60,保障火星车“跑”得更快,“跑”得更远。

          “天问一号”即将在火星着陆,团队的科研人员正密切存眷“天问一号”的任务希望,谈到后续落火的布置时,该所副所长、团队带头人张昊讲道:“乐成落火后,按照总体单元反馈的回传数据,将举办数据的整理和阐明事情,用于指导后续质料的机能优化。”

          飞入寻常黎民家

          如今,看起来神奇的气凝胶质料产物不只处事于航天规模,也正在飞入寻常黎民家。

          “实际上,我们的高机能隔热复合质料不只能‘上九天揽月’,诚信在线手机版下载,处事于航空航天高端规模,其在日常民用市场也占据了一席之地。”柳晓辉先容,该所正在敦促高机能复合质料技能向民用市场的转化,操作所把握的技能,更好地处事于国计民生。

          据相识,该所研制的气凝胶防寒服、防寒靴被誉为新一代超轻超保暖产物,钢包保温隔热产物辅佐钢铁企业节省了大量能源本钱,同时在新能源汽车上也应用了气凝胶产物。另外,该所还开展了气凝胶真空隔热板在超等节能冰箱中的应用研究等,诚信在线,机关了高机能气凝胶在防火装备、管道保温、修建节能等规模的成长蹊径。

          谈到将来的筹划时,柳晓辉讲道,要对准世界一流程度,加速新质料、新技能、新产物研发,将来5年实现不少于5项技能应用于国度重大计谋规模。

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                  (来源:诚信在线手机版下载)

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