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BOB体育官方在线APP下载:航天科工三院306所创新团队研发新型材料气凝胶为“天问一号”
更新日期:2022-08-04 01:45:48 来源:BOB体育在线APP下载安卓 作者:bob手机版网页

  正在距离地球上亿公里外的太空飞行的中国“天问一号”探测器目前已累计工作260余天,完成了火星环绕工作,并计划于今年5月至6月择机实施火星着陆,开展巡视探测。

  据悉,“天问一号”任务使用了多项“黑科技”,其中,火星车采用了一种新型隔热保温材料——由中国航天科工三院306所(以下简称306所)自主研发的气凝胶材料。4月7日,众多媒体来到了306所,共同探秘这种神奇材料是如何为“天问一号”任务保驾护航的。

  作为航天科工集团特种材料及工艺技术研究中心,306所早在2005年就通过对热防护材料技术体系的追踪和研判,敏锐地认识到气凝胶材料未来将在空天领域有巨大的应用前景。也就在这个时候,该所果断开始自主投入,成为国内最早开展气凝胶材料研究的单位之一。

  历经十余年的持续开发,该所气凝胶材料创新团队已经掌握了气凝胶结构可控制备和工程应用的全套技术,先后发展了中温型、高温型等几个系列气凝胶产品,在二十余型航天装备以及长征五号运载火箭、天舟系列货运飞船、天问一号任务中获得应用,研究成果先后获得国家科技进步奖、国防技术发明奖和中国专利金奖等。

  在306所,记者们走进实验室,近距离观看了具有不同特性的多种气凝胶材料和产品。

  据介绍,气凝胶是一种并不被大众熟知的神奇材料。它是由纳米尺度的固体骨架构成的一个三维立体网络,它的密度可以做到比空气还轻,是世界上最轻的固体;导热系数仅为静止空气的一半,是导热系数最低的固体。把10克气凝胶材料完全铺展开,它拥有的表面就可以覆盖一个标准足球场。这些特殊的性能,让气凝胶先后收获了十几项吉尼斯世界纪录。

  除了展示实物样品,306所气凝胶技术团队还通过溶胶-凝胶实验、高温热台实验、疏水实验、高温喷枪实验等一系列小实验介绍了气凝胶材料从制备到性能验证的全过程,展示了气凝胶材料具有的低密度、低导热率、高耐温性、疏水性、可剪裁性等优异性能。

  通过技术人员的介绍和实验演示,媒体了解到,“天问一号”上一共应用了两种气凝胶材料,分别用来应对“极热”和“极寒”考验。

  “极热”考验出现在火星着陆阶段,着陆发动机产生的热量使周围的温度超过1000℃,仅仅10mm左右的气凝胶隔热组件能够阻隔高温,保证整个着陆过程让它身后的温度处于可接受的范围,就像消防员身上穿的防火服。“极寒”考验出现在火星巡视阶段,通过火星车的表面铺设了大面积的气凝胶板,能够确保火星车在-130℃的环境正常工作,就像登山运动员身上穿的防寒服。为了给火星车减负,让它“跑”得更快,“跑”得更远,上述使用的都是超低密度的气凝胶,其密度只有15mg/cm3,同等体积下,重量只有钢的1/500,铝的1/180,水的1/60。

  据介绍,航天产品首要要求就是质量可靠。为了确保万无一失,“天问一号”上用到的这两种气凝胶材料先后经过了物理特性、力学性能、隔热性能和空间环境耐候性能等四大类总共98项试验测试。而且每一项试验都需要经过多个批次的重复验证。最终,这两种高性能气凝胶材料如期赶上了飞往火星的航班。

  截至目前,306所的气凝胶材料创新团队已经拥有海归和双一流高校硕士博士三十余人,研究方向延展出了十几个分支,拥有完整的自主知识产权体系,成熟产品有二十几个牌号,应用领域遍及国防和民用两个市场,年均直接经济效益超过2亿元。

  “这是个名副其实的博士创新团队。”306所党委书记王贵海介绍说。“丰硕成果的背后,人才是最关键的因素。近年来306所深入实施人才强企战略,从选才、用才、育才、留才四个方面下功夫,为了推动航天特种材料事业高质量发展夯实了人才基础。”

  据王贵海介绍,在人才的选拔方面,306所注重与国内外顶尖大学建立合作交流,持续加强航天新材料雇主品牌建设,为重大工程、重点型号、重大项目引进高水平人才;在用才方面,该所强力打造“创新中心-创新工作室-创新团队/项目”的三级创新平台,给青年科技人才压担子,把优秀人才选拔到重要岗位上;在育才方面,通过实施“优才计划”“飞航英才接力计划”“拔尖优秀后备人才计划”,分类分层建立可持续发展的人才梯队;在留才方面,采用“事业+平台+薪酬+文化”的组合模式,全方位的激励人才和留用人才,营造尊重人才的良好软环境。(黄正宇 田少星)

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