為天問一號提供多項“黑科技” 航天科工306所神奇材料不一般

正在距離地球上億公里外的太空飛行的中國“天問一號”探測器目前已累計工作260余天，完成了火星環(huán)繞工作，并計劃于今年5月至6月?lián)駲C實施火星著陸，開展巡視探測。

據(jù)悉，“天問一號”任務使用了多項“黑科技”，其中，火星車采用了一種新型隔熱保溫材料——由中國航天科工三院306所(以下簡稱306所)自主研發(fā)的氣凝膠材料。4月7日，眾多媒體來到了306所，共同探秘這種神奇材料是如何為“天問一號”任務保駕護航的。

神奇材料誕生地

作為航天科工集團特種材料及工藝技術研究中心，306所早在2005年就通過對熱防護材料技術體系的追蹤和研判，敏銳地認識到氣凝膠材料未來將在空天領域有巨大的應用前景。也就在這個時候，該所果斷開始自主投入，成為國內(nèi)最早開展氣凝膠材料研究的單位之一。

歷經(jīng)十余年的持續(xù)開發(fā)，該所氣凝膠材料創(chuàng)新團隊已經(jīng)掌握了氣凝膠結構可控制備和工程應用的全套技術，先后發(fā)展了中溫型、高溫型等幾個系列氣凝膠產(chǎn)品，在二十余型航天裝備以及長征五號運載火箭、天舟系列貨運飛船、天問一號任務中獲得應用，研究成果先后獲得國家科技進步獎、國防技術發(fā)明獎和中國專利金獎等。

這種材料不一般

在306所，記者們走進實驗室，近距離觀看了具有不同特性的多種氣凝膠材料和產(chǎn)品。

據(jù)介紹，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(wǎng)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(shù)僅為靜止空氣的一半，是導熱系數(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準足球場。這些特殊的性能，讓氣凝膠先后收獲了十幾項吉尼斯世界紀錄。

除了展示實物樣品，306所氣凝膠技術團隊還通過溶膠-凝膠實驗、高溫熱臺實驗、疏水實驗、高溫噴槍實驗等一系列小實驗介紹了氣凝膠材料從制備到性能驗證的全過程，展示了氣凝膠材料具有的低密度、低導熱率、高耐溫性、疏水性、可剪裁性等優(yōu)異性能。

不懼嚴苛考驗的靠譜材料

通過技術人員的介紹和實驗演示，媒體了解到，“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。

“極熱”考驗出現(xiàn)在火星著陸階段，著陸發(fā)動機產(chǎn)生的熱量使周圍的溫度超過1000℃，僅僅10mm左右的氣凝膠隔熱組件能夠阻隔高溫，保證整個著陸過程讓它身后的溫度處于可接受的范圍，就像消防員身上穿的防火服。“極寒”考驗出現(xiàn)在火星巡視階段，通過火星車的表面鋪設了大面積的氣凝膠板，能夠確保火星車在-130℃的環(huán)境正常工作，就像登山運動員身上穿的防寒服。為了給火星車減負，讓它“跑”得更快，“跑”得更遠，上述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。

據(jù)介紹，航天產(chǎn)品首要要求就是質量可靠。為了確保萬無一失，“天問一號”上用到的這兩種氣凝膠材料先后經(jīng)過了物理特性、力學性能、隔熱性能和空間環(huán)境耐候性能等四大類總共98項試驗測試。而且每一項試驗都需要經(jīng)過多個批次的重復驗證。最終，這兩種高性能氣凝膠材料如期趕上了飛往火星的航班。

創(chuàng)新背后的人才密碼

截至目前，306所的氣凝膠材料創(chuàng)新團隊已經(jīng)擁有海歸和雙一流高校碩士博士三十余人，研究方向延展出了十幾個分支，擁有完整的自主知識產(chǎn)權體系，成熟產(chǎn)品有二十幾個牌號，應用領域遍及國防和民用兩個市場，年均直接經(jīng)濟效益超過2億元。

“這是個名副其實的博士創(chuàng)新團隊。”306所黨委書記王貴海介紹說。“豐碩成果的背后，人才是最關鍵的因素。近年來306所深入實施人才強企戰(zhàn)略，從選才、用才、育才、留才四個方面下功夫，為了推動航天特種材料事業(yè)高質量發(fā)展夯實了人才基礎。”

據(jù)王貴海介紹，在人才的選拔方面，306所注重與國內(nèi)外頂尖大學建立合作交流，持續(xù)加強航天新材料雇主品牌建設，為重大工程、重點型號、重大項目引進高水平人才;在用才方面，該所強力打造“創(chuàng)新中心-創(chuàng)新工作室-創(chuàng)新團隊/項目”的三級創(chuàng)新平臺，給青年科技人才壓擔子，把優(yōu)秀人才選拔到重要崗位上;在育才方面，通過實施“優(yōu)才計劃”“飛航英才接力計劃”“拔尖優(yōu)秀后備人才計劃”，分類分層建立可持續(xù)發(fā)展的人才梯隊;在留才方面，采用“事業(yè)+平臺+薪酬+文化”的組合模式，全方位的激勵人才和留用人才，營造尊重人才的良好軟環(huán)境。(張九陽 黃正宇 田少星)

關鍵詞： 天問一號 科技 航天科工