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中科院多项成果“入选”习近平主席新年贺词,上海硅酸盐所提供多项关键载荷与材料支撑
2018-07-12 08:49:59 | 【 【打印】【关闭】

  

  20161231日,国家主席习近平发表二〇一七年新年贺词,在列举2016年重大进展时特别提到“‘中国天眼’落成启用,‘悟空’号已在轨运行一年,‘墨子号’飞向太空,神舟十一号和天宫二号遨游星汉”,并表示“这一切,让我们感到欣慰”。其中,中国科学院上海硅酸盐研究所在暗物质粒子探测卫星、“墨子号”量子卫星、神舟十一号载人飞船和天宫二号空间实验室重大任务中承担了多项关键载荷与材料的研制和生产任务。 

  悟空”——暗物质粒子探测卫星,由中科院空间科学战略性先导科技专项首批立项研制的四颗科学实验卫星之一,是目前世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星。悟空将在太空中开展高能电子及高能伽马射线探测任务,探寻暗物质存在的证据,研究暗物质特性与空间分布规律。 

  “悟空”最核心的载荷是由尺寸为25×25×600mm3的锗酸铋(Bi4Ge3O12BGO)晶体和光电倍增管构成的BGO量能器。该卫星有效载荷重约1400Kg,其中BGO晶体重达824Kg,晶体与有效载荷重量比例约59%,可谓“BGO晶体卫星”。如果把BGO量能器比作为卫星探测暗物质的“眼睛”,600mm长的BGO晶体则是该卫星探测暗物质的“视网膜”。 

  上海硅酸盐所为该卫星的研制提供了初样和正样共计640600mm长的BGO晶体,为我国暗物质粒子探测卫星有效载荷的成功研制及其发射提供了重要保障。作为世界上能研制并量产600毫米超长BGO晶体的唯一供应商,上海硅酸盐所保持着生长BGO晶体长度的世界纪录。 

  “墨子号”量子卫星,由中科院空间科学战略性先导科技专项首批立项研制的四颗科学实验卫星之一。墨子号主要科学目标是进行星地高速量子密钥分发和广域量子密钥网络实验,并在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态等实验研究。 

  上海硅酸盐所研制的量子卫星全部柔性薄膜热控涂层、下裙铝合金光亮氧化热控涂层获得了成功应用。 

  柔性薄膜热控涂层:上海硅酸盐所承担了包括“宽幅导电型F46薄膜镀银二次表面镜”、“宽幅防静电PI薄膜镀铝二次表面镜”在内的柔性薄膜热控涂层材料的研发工作,为卫星的正常在轨运行提供重要保障。 

  下裙铝合金光亮氧化热控涂层:上海硅酸盐所研究团队在卫星下裙表面原位生长了一层具有低太阳吸收比、高红外发射率的热控涂层材料。该热控涂层突破了热辐射指标要求高及卫星下裙尺寸大、形状复杂程度高等涂层制备难点,具有硬度高、空间稳定性好的特点,为卫星与运载火箭的在轨分离及在轨长期正常运行提供了重要保障。 

  神舟十一号和天宫二号。2016915日,天宫二号空间实验室升空。1017日,神舟十一号飞船发射升空。1019日,飞船与天宫二号对接成功。1118日下午,神舟十一号载人飞船顺利返回着陆。天宫二号是中国第一个真正意义上的空间实验室,将用于进一步验证空间交会对接技术及开展包括空间科学、对地观测及地球科学研究、空间应用新技术等三大领域在内的全部14项科学实验,包括全球第一台空间运行的冷原子钟、宽波段成像光谱仪、伴随卫星飞行、高等植物培养、综合材料实验等。 

  其中,上海硅酸盐所承担了神舟十一号载人飞船低比值无机热控涂层、耐高温隔热材料与组件、返回舱玻璃防烧蚀污染涂层、姿控发动机包扎、通道照明和舱内仪表等多种载荷表面高辐射热控涂层、舷窗玻璃及涂层、飞船返回舱天线防热窗,以及“回收一号”探测雷达用微波介质材料,神舟飞船与天宫二号交会对接过程中消杂散光涂层和不锈钢灰色化学转换热控涂层的研制和生产任务。 

  作为综合材料实验行政副指挥和副主任设计师单位,主要负责空间实验方案的技术实现和综合材料实验装置的研制,并承担了3项材料实验任务和6个样品的装置热特性测量实验;此外,为量子密钥分配试验提供了碳化硅光学部件,承担了天宫二号空间实验室低比值无机热控涂层、耐高温隔热材料与组件、单体电池袖套和电池基板表面低辐射热控涂层、通道照明和舱内仪表等多种载荷表面高辐射热控涂层以及舷窗玻璃及涂层的研制与生产任务。 

  上述材料及相关载荷的研制为卫星、飞船的成功发射和空间实验的顺利展开提供了保障。

暗物质粒子探测卫星有效载荷结构示意图(中国科技大学提供)

上海硅酸盐所研制的600mmBGO晶体

量子科学实验卫星“墨子号”点火发射场景

天宫二号综合材料实验装置 

    

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