国产火星车隔热黑科技,能抵挡上千度高温,

2024/8/3 来源:不详

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火星着陆是一个非常危险的过程,历史上人类实施的40多次火星着陆任务,成功率只有不到一半。而这次我国祝融号火星车着陆一把成功,离不开国产黑科技材料的帮助。

在探测器进入火星大气之前,它相对于火星的速度大约为4.8千米/秒。而当它进入火星大气时,要依靠火星大气的阻力把速度降至米/秒。由此可见,气动减速是整个着陆过程中最主要的减速阶段。

虽然火星的大气密度只有地球的1%,但是它还没有到达那种可忽略的程度。因此,在气动减速阶段,探测器会和大气剧烈摩擦而产生上千度的高温。如果不进行防护,那么它会像陨石一样在空中烧毁,而隔热罩的出现就避免了这种悲剧。

隔热罩使用了三种黑科技材料。第一种是超轻质的蜂窝增强低密度烧蚀防热材料,它主要应用于探测器气动加热最严重的地方,处在高温的最前线。事实上,我国其它航天器也在使用该种材料,例如“神舟”系列飞船、“嫦娥五号”等需要返回地球的航天器。但是,火星探测器上使用的隔热材料进行了升级,它比以往的都还要轻。这是因为火星离我们较远,为了使运载火箭把它送到目的地,必须“压榨”隔热罩的重量。

第二种材料是连续纤维增强中密度防热材料,在一些需要保持形状和结构支持的地方都使用它,同样它也是非常轻的。第三种材料是超轻质的烧蚀防热涂层材料,它主要应用在气动加热较为缓和的部位,例如背罩。

除了隔热罩之外,火星车也有隔热的材料,它是一种纳米“气凝胶”。虽然在隔热罩的保护之下,火星车免于上千度高温的烘烤,但是隔热罩背后的温度也还是比较高的。众所周知,电子设备对热量都是比较敏感的,而火星车上的6种主要设备如果因高温而损坏,那么即使着陆成功火星车也基本废了。因此,在气凝胶的隔热之下,火星车感受到的只是室温而已。

这种气凝胶的主要成分是二氧化硅,工程师试验了上百次才最终确定了它的微观结构。在这种结构之下,它不仅能耐受超过摄氏度的高温,自身还非常轻。在展示的过程中,科学家拿来了一块气凝胶放在花朵之上,而花朵竟完好无损,一点也没有被压垮的痕迹。

事实上,纳米气凝胶不仅能隔热,还能耐受极寒的环境。火星与太阳的距离比日地距离还要远,再加上火星大气稀薄不能保持热量,因此火星的夜晚温度会非常低。在火星赤道附近,最近温度能达到零下80摄氏度,而在火星两级最低温度可以达到零下摄氏度。在这种极寒的环境下,气凝胶能保证火星车的正常运行。

此外,该气凝胶还将参与我国空间站的搭建与运行,“天舟”号任务飞船用气凝胶隔热板造出了超级冰箱。这么好的东西当然也可以民用,根据最新数据显示,该种气凝胶已经占据了新能源汽车市场气凝胶需要的20%。

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