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上海硅酸盐所多项成果为嫦娥三号任务成功作出重要贡献
2017-01-19 17:53:57 | 编辑: | 【 【打印】【关闭】

  嫦娥三号着陆器、巡视器顺利完成互拍成像,标志我国探月工程二期取得圆满成功。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平专程前往北京航天飞行控制中心观看实况,并向全体参研参试人员表示热烈祝贺和诚挚慰问。 

  中国科学院上海硅酸盐研究所在本次探月工程中承担了多项研制任务,热控及高温合金抗氧化涂层、高摩擦抗冷焊涂层、高温隔热屏及低温多层隔热组件、二氧化碲声光晶体等均为探月工程嫦娥三号任务取得成功作出了重要贡献。 

  热控涂层:上海硅酸盐所研制了巡视探测器移动机构、机械臂机构、全景相机机构钛合金、镁合金微弧氧化热控涂层,着陆器、发动机防护筒,着陆器月夜温度采集器,激光点阵器阳极氧化热控涂层,月面巡视器表面柔性热控涂层、耐高温低辐射高吸收热控涂层以及RHU低比值热控涂层等十余种无机热控涂层。这些涂层具备温控性能好、耐空间环境性强、涂层均匀性优等特点,保证了这些机构中的部件、电机正常的工作温度水平,为巡视探测器在月面巡视勘察、机械臂的正常运转发挥了重要的作用。 

  高温合金抗氧化涂层:由于月球距离地球38万公里,嫦娥卫星飞行距离较一般卫星飞行距离大大增加,并且需要经过多次变轨才能实现“落月”,姿控发动机寿命要求大大延长,对其高温抗氧化涂层提出了更加苛刻的要求,必须承受更高的温度,更高的压力,更大的冲刷速度和更苛刻的富氧环境,热防护涂层研制难度极大。上海硅酸盐研究所研制的高温合金抗氧化涂层顺利通过多台姿控发动机的长寿命地面台架模拟试验的考核后,成功应用于嫦娥一号至嫦娥三号,并将继续为后续的任务型号提供技术保障。 

  高摩擦抗冷焊涂层:应用于太阳电池阵接触支点上,不仅是确保巡视器太阳电池阵在经历发射、奔月、着陆、两器分离等加速和减速环节能实现太阳电池阵可靠、有效闭合,避免意外的散逸和碰撞,确保了太阳电池阵的完整性;其抗冷焊功能更是确保消除太阳电池阵经历长时间压紧收拢状态可能引发真空冷焊等状况,保证了太阳帆板的顺利展开。同时,高摩擦抗冷焊涂层支点也为太阳电池阵的频繁启闭和可靠接触发挥了重要作用。 

  高温隔热屏:变推力发动机为实现着陆器月球表面软着陆所必须的关键部件。由于发动机工作期间燃烧室和喷管的温度很高,上海硅酸盐所所研制的高温隔热屏像“裙子”一样将高温环境包围了起来,在发动机与周围的电子元器件之间形成了一道屏障,有效地减小了发动机工作对探测器本体温度的影响。 

  低温多层隔热组件:嫦娥三号受月球表面的昼夜温度变化影响,温度最低时可达零下180℃,最高可超过150℃。而探头等单机运行温度一般为-40~+50℃左右,一旦超出正常的温度范围可能会造成单机的功能失效,甚至造成单机的损坏。上海硅酸盐研究所研制了低温多层隔热组件以保证单机的温度保持在正常运行温度范围内,可以双向隔热,外部高温时候热量不能往里传,外部寒冷时候里面热量不能往外漏。

  二氧化碲声光晶体:上海硅酸盐所突破大尺寸二氧化碲晶体的关键生长技术,研制成功红外成像光谱仪所需的AOTF(声光可调滤波器)分光组件材料——大尺寸优质二氧化碲声光晶体,在光谱范围和重量控制上优于国外同类产品,月球车的红外成像光谱仪采用了2块大尺寸优质二氧化碲单晶。红外成像光谱仪是巡视器(月球车)的关键部件之一,位于正前方偏右位置(参见图1),负责月球表面的成像与成分分析。 

  新型压电陶瓷:在“玉兔号”月球车上的五星红旗正下方,“藏”着采用上海硅酸盐所研制的新型压电陶瓷制作的超声电机。压电陶瓷是超声电机的“心脏”,超声电机利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动来获得运动和力矩,主要负责红外光谱仪内定标板的精确驱动与控制,从而对承担着月球大气和土壤成分分析工作的红外光谱仪系统进行“把关”。上海硅酸盐所研制的新型压电陶瓷成功助力了“超声电机”这项新技术在航天工程中的首次顺利运用,对“红外光谱仪”起着至关重要的作用。

  嫦娥三号任务是我国探月工程“绕、落、回”三步走战略目标的关键一步,肩负着我国航天器首次地外天体软着陆和月面巡视科学探测等重要使命。经过刻苦攻关,奋力拼搏,上海硅酸盐所在经历了重重困难、积累了宝贵经验后圆满地完成了本次任务。嫦娥三号任务取得了圆满成功,后续任务依然繁重而艰巨,上海硅酸盐所将秉承航天精神,再接再厉,继续努力完成好各项任务,为实现“创新2020”和“四个率先”,为我国航空航天事业作出更大的贡献! 

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