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“黑科技”為“天問一號(hào)”穿上神奇外衣 應(yīng)對(duì)“極熱”和“極寒”的考驗(yàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-04-09 14:42:22 文章來源:央視網(wǎng)
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納米氣凝膠是一種并不被大眾熟知的神奇材料。它是由納米尺度的固體骨架構(gòu)成的一個(gè)三維立體網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)間包含著豐富的納米孔隙,孔隙率可以高達(dá)99.8%。由于它的骨架結(jié)構(gòu)是納米尺度的,可見光可以從中間穿過,同時(shí)會(huì)發(fā)生瑞利散射,讓最常見的二氧化硅氣凝膠肉眼看上去像是被凍住的藍(lán)色煙霧,這和天空呈現(xiàn)藍(lán)色的原理是一樣,所以它還有一個(gè)很好聽的綽號(hào),叫做“藍(lán)煙”。

4月6日,央視網(wǎng)記者走進(jìn)中國(guó)航天科工三院306所,探秘這一“神奇”材料的研發(fā)實(shí)驗(yàn)室。306所作為航天科工集團(tuán)特種材料及工藝技術(shù)研究中心,是國(guó)內(nèi)最早開展氣凝膠材料研究的單位之一。早在2005年就通過對(duì)熱防護(hù)材料技術(shù)體系的追蹤和研判,敏銳地捕捉到氣凝膠材料未來將在空天領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用前景。

目前,306所氣凝膠研發(fā)團(tuán)隊(duì)研制的氣凝膠材料已應(yīng)用在長(zhǎng)征五號(hào)系列火箭、“天舟一號(hào)”上。我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)“天問一號(hào)”上也應(yīng)用了兩種氣凝膠材料,他們將分別用來應(yīng)對(duì)“極熱”和“極寒”的考驗(yàn)。“極熱”考驗(yàn)出現(xiàn)在火星著陸階段,著陸發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量使周圍的溫度超過1000℃,氣凝膠材質(zhì)的隔熱組件能夠阻隔高溫,僅僅10mm左右的材料就能夠在整個(gè)著陸過程讓它身后的溫度達(dá)到可接受的范圍。“極寒”考驗(yàn)出現(xiàn)在火星巡視階段,火星車的表面鋪設(shè)大面積的氣凝膠板,能夠確?;鹦擒囋?130℃的環(huán)境正常工作。

為了給火星車減負(fù),讓它“跑”的更快,“跑”的更遠(yuǎn)。306所氣凝膠研發(fā)團(tuán)隊(duì)在“天問一號(hào)”上使用的是超低密度的氣凝膠,其密度只有15mg/cm3,同等體積下,重量只有鋼的1/500,鋁的1/180,水的1/60。

面對(duì)“天問一號(hào)”的嚴(yán)酷工作環(huán)境,306所氣凝膠研發(fā)團(tuán)隊(duì)秉承航天工作者“嚴(yán)、慎、細(xì)、實(shí)”的工作作風(fēng),嘗試了上百種配方,把幾十個(gè)工藝參數(shù)化整為零,開展了大量的驗(yàn)證試驗(yàn),經(jīng)歷一次次失敗,一次次從頭再來,終于解決了原理性問題。為了確保萬無一失,“天問一號(hào)”上用到的兩種氣凝膠材料先后經(jīng)過98項(xiàng)試驗(yàn)測(cè)試。而且每一項(xiàng)試驗(yàn)都需要經(jīng)過多個(gè)批次的重復(fù)驗(yàn)證。最終,他們研發(fā)的高性能氣凝膠材料如期趕上了飛往火星的航班。(記者/李夏、通訊員/田少星)

標(biāo)簽: 天問一號(hào) 外衣

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