中國粉體網(wǎng)訊 2021年5月15日，“祝融號”火星車順利發(fā)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(wù)著陸火星圓滿成功。實現(xiàn)了我國首次地外行星著陸。
（圖片來源：央視新聞）
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(wù)能否成功，取決于“祝融號”火星車的結(jié)構(gòu)和采用的材料，那么哪些材料在為“祝融號”保駕護(hù)航呢？
1 新型鋁基碳化硅復(fù)合材料
火星車要在工況復(fù)雜的火星表面長距離行走，這對火星車材料的輕量化、高強(qiáng)韌性、高尺寸穩(wěn)定性、耐沖擊性提出了極高的要求，傳統(tǒng)鋁、鈦合金難以兼顧綜合要求。
中國科學(xué)院金屬研究所設(shè)計出一系列新型高強(qiáng)、高塑、高穩(wěn)定性鋁基碳化硅復(fù)合材料，提出低合金元素、多元析出相混雜強(qiáng)化的新型設(shè)計思想。與傳統(tǒng)鋁基碳化硅復(fù)合材料相比，新型復(fù)合材料塑性提升一倍以上，同時保持高強(qiáng)度、高各向同性、高耐磨性和穩(wěn)定性。這種新型鋁基碳化硅復(fù)合材料通過了近工況條件下的嚴(yán)苛地面模擬考核，成功用于火星車結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、儀器等幾十種零部件，為“祝融號”火星車打造又強(qiáng)又韌又穩(wěn)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(jù)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(qiáng)韌性和吸能性，其延伸率、強(qiáng)塑積等指標(biāo)國際領(lǐng)先，已相繼保障“嫦娥三號”、“嫦娥四號”任務(wù)順利實施。
火星探測器及拉桿、限力桿外觀圖
（圖片來源：中科院固體所官網(wǎng)）
新一代嫦娥鋼，通過精細(xì)的組織調(diào)控和獨(dú)特的工藝創(chuàng)新，實現(xiàn)了材料成分不變、吸能性顯著提高的目標(biāo)，在火星探測任務(wù)中，除沿用緩沖拉桿以外，首次使用限力桿產(chǎn)品取代了部分進(jìn)口鋁蜂窩設(shè)計，利用該產(chǎn)品突出的強(qiáng)韌性、輕質(zhì)性和吸能性吸收著陸時的沖擊能，為“天問一號”著陸緩沖機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及其軟著陸提供了重要支持，真正實現(xiàn)了我國深空探測器著陸緩沖系統(tǒng)的完全自主化。
3 SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料
新型碳化硅增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，具有重量輕、比剛度好、耐磨性好、熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱系數(shù)高、寬溫度范圍下尺寸穩(wěn)定等特點(diǎn)，可有效減輕機(jī)構(gòu)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(yùn)行時對某關(guān)鍵機(jī)構(gòu)材料的需求，被用于“祝融號”機(jī)殼的一部分，助力我國自行研制的“天問一號”開展火星探測。
（圖片來源：央視新聞）
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(gòu)成的一個三維立體網(wǎng)絡(luò)，它的密度可以做到比空氣還輕，是世界上最輕的固體；導(dǎo)熱系數(shù)僅為靜止空氣的一半，是導(dǎo)熱系數(shù)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(biāo)準(zhǔn)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(wù)中發(fā)揮作用。據(jù)悉，“天問一號”上一共應(yīng)用了兩種氣凝膠材料，分別用來應(yīng)對“極熱”和“極寒”考驗。為了給火星車減負(fù)，讓它“跑”得更快，“跑”得更遠(yuǎn)，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(jī)熱控涂層、三胺泡沫等。
可見，“火神”重歸火星不是一蹴而就的，有眾多科研人士的不懈努力，還有各種新型材料的技術(shù)支撐。眾多新型材料助力“祝融號”踏入浩瀚星海，為中國航天航空事業(yè)貢獻(xiàn)材料力量，堅韌地挺起國家的脊梁。
參考來源：
【1】中國科學(xué)院金屬研究所. 《金屬所為“天問一號”火星車打造又強(qiáng)又韌又穩(wěn)定的車身材料》
【2】中國科學(xué)院合肥研究所. 《中科院合肥研究院固體所“嫦娥鋼”保障“天問一號”成功著陸火星》
【3】上海交通大學(xué)國家重點(diǎn)實驗室.《九霄北斗攜天問“材”助神州撼天行》
【4】中國網(wǎng).《航天科工三院306所創(chuàng)新團(tuán)隊研發(fā)新型材料氣凝膠 為“天問一號”保駕護(hù)航》
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）
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