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祝融號成功登陸火星,祝融號上有哪些新材料起來了關鍵作用

新聞資訊

祝融號成功登陸火星,祝融號上有哪些新材料起來了關鍵作用

【摘要】:
2021年5月15日,“祝融號”火星車順利發回遙測信號,天問一號探測器成功著陸火星,我國首次火星探測任務著陸火星圓滿成功。實現了我國首次地外行星著陸。??從火星大氣層外緣通過軟著陸的方式降落到火星表面,祝融號“落火”面臨著重重考驗,還要跨越“黑色九分鐘”,可謂是“步步驚心”。任務能否成功,取決于“祝融號”火星車的結構和采用的材料,那么哪些材料在為“祝融號”保駕護航呢??1新型鋁基碳化硅復合材料?火

 

2021年5月15日,“祝融號”火星車順利發回遙測信號,天問一號探測器成功著陸火星,我國首次火星探測任務著陸火星圓滿成功。實現了我國首次地外行星著陸。

 

 

從火星大氣層外緣通過軟著陸的方式降落到火星表面,祝融號“落火”面臨著重重考驗,還要跨越“黑色九分鐘”,可謂是“步步驚心”。任務能否成功,取決于“祝融號”火星車的結構和采用的材料,那么哪些材料在為“祝融號”保駕護航呢?

 

1 新型鋁基碳化硅復合材料

 

火星車要在工況復雜的火星表面長距離行走,這對火星車材料的輕量化、高強韌性、高尺寸穩定性、耐沖擊性提出了極高的要求,傳統鋁、鈦合金難以兼顧綜合要求。

 

中國科學院金屬研究所設計出一系列新型高強、高塑、高穩定性鋁基碳化硅復合材料,提出低合金元素、多元析出相混雜強化的新型設計思想。與傳統鋁基碳化硅復合材料相比,新型復合材料塑性提升一倍以上,同時保持高強度、高各向同性、高耐磨性和穩定性。這種新型鋁基碳化硅復合材料通過了近工況條件下的嚴苛地面模擬考核,成功用于火星車結構、機構、儀器等幾十種零部件,為“祝融號”火星車打造又強又韌又穩定的車身材料。

 

2 嫦娥鋼

嫦娥鋼是中科院合肥研究院固體所根據我國嫦娥探測器月面軟著陸需求而研制的一種新材料,具有極高的強韌性和吸能性,其延伸率、強塑積等指標國際領先,已相繼保障“嫦娥三號”、“嫦娥四號”任務順利實施。

 

(嫦娥鋼)

 

新一代嫦娥鋼,通過精細的組織調控和獨特的工藝創新,實現了材料成分不變、吸能性顯著提高的目標,在火星探測任務中,除沿用緩沖拉桿以外,首次使用限力桿產品取代了部分進口鋁蜂窩設計,利用該產品突出的強韌性、輕質性和吸能性吸收著陸時的沖擊能,為“天問一號”著陸緩沖機構優化設計及其軟著陸提供了重要支持,真正實現了我國深空探測器著陸緩沖系統的完全自主化。

 

3 SiC顆粒增強鋁基復合材料

新型碳化硅增強鋁基復合材料,具有重量輕、比剛度好、耐磨性好、熱膨脹系數小、導熱系數高、寬溫度范圍下尺寸穩定等特點,可有效減輕機構重量,增加剛性、耐磨性 ,滿足了“天問一號”火星探測器長時間運行時對某關鍵機構材料的需求,被用于“祝融號”機殼的一部分,助力我國自行研制的“天問一號”開展火星探測。

 

 

 

4 新型材料氣凝膠

 

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成的一個三維立體網絡,它的密度可以做到比空氣還輕,是世界上最輕的固體;導熱系數僅為靜止空氣的一半,是導熱系數最低的固體。把10克氣凝膠材料完全鋪展開,它擁有的表面就可以覆蓋一個標準足球場。

 

火星車采用的一種新型隔熱保溫材料,就是新型氣凝膠。這種氣凝膠很輕,隔熱性能好,在探測器“落”與“巡”兩項任務中發揮作用。據悉,“天問一號”上一共應用了兩種氣凝膠材料,分別用來應對“極熱”和“極寒”考驗。為了給火星車減負,讓它“跑”得更快,“跑”得更遠,使用的都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。

 

此外,“祝融號”所用的新型金屬及合金材料還包括鋁硅封裝外殼、特種高吸能合金、新型鎂鋰合金、高精尖鋁材、有機熱控涂層、三胺泡沫等。

祝融是中國上古神話中的火神,火的應用促進了人類文明的發展,驅散黑暗,帶來溫暖?!白H凇碧栐⒁恻c燃中國星際探測的火種,指引航天人不斷超越自我,逐夢星辰。

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