嫦娥三號最新消息:中科院研發十多種材料 制"外衣"助"玉兔"信步廣寒

嫦娥三號最新消息：根據原定計劃，嫦娥三號著陸器和探測器11日將從休眠狀態中醒來，進入正式的月面工作階段。「嫦娥」和「玉兔」首次月夜休眠長達十幾天，溫度低至-180℃。助它們抵禦嚴寒的，是上海科學家為它精心研製的特殊「外衣」。1月2日，記者從中科院上海矽酸鹽研究所了解到，為了讓「嫦娥」、「玉兔」順利登月並開展工作，科研人員研製了至少十幾種高技術材料和組件。

耐高溫的「土豪金外套」

嫦娥三號著陸器拍攝的照片中，「玉兔」號月球車金光閃閃。其實「玉兔」的「外衣」猶如一件「百衲衣」，由一塊塊不同的塗層材料拼接而成。中科院特種無機塗層重點實驗室於雲研究員介紹，每一塊都是根據「玉兔」身上相應器件的溫度控制要求，量身定製的。

在奔月、巡月的過程中，「嫦娥」、「玉兔」要經歷種種極為嚴苛的考驗。比如，著陸器7500N發動機點火後溫度超過1200℃，但緊鄰其旁的電子元器件超過150℃就會報廢。為此，科研人員給發動機精心「編織」了一條神奇的耐高溫「裙子」——他們採用多層隔熱材料，製作成具有高溫低熱導率的特殊「布料」，發動機「穿」上後再點火，「裙」外溫度始終沒超過100℃，保證了「嫦娥」安全著陸。

太陽電池陣很脆，發射過程中必須緊緊貼在一起，避免因滑動而碎裂，但一旦到達月面，又得在低溫下輕鬆展開，不能被「凍」得粘住。為同時做到這兩點，上矽所的科學家專門研製了一種高摩擦、抗冷焊的塗層。

科學家根據「玉兔」號月球車身上不同器件的溫度控制要求量身定製了「土豪金」外套

為讓「玉兔」自由漫步，科學家給它專門研製了各種溫控塗層材料，有了它們，「玉兔」上的移動機構、電機等，在炎炎烈日下一點也不怕熱，恰似閒庭信步。此外，太陽板表面、打開太陽板的機械臂，乃至桅杆、支架，都有專門塗層，確保它們在月球上的任何溫度下，都能順利工作。

其它部件亦是如此。在奔月途中，「嫦娥」的姿態軌道控制發動機頻繁工作，噴管內壁基材容易氧化、變形，科學家為它塗上高溫抗氧化塗層，確保它「身姿挺拔」；有些儀器怕冷又怕熱，科學家就用類似熱水瓶膽的真空隔熱層，用多層柔性隔熱材料將它緊緊包裹起來，實現與外界的熱隔離；對怕熱的儀器，則採用只散熱、低吸熱的材料或塗層來保護。

紅外相機「眨眼」有訣竅

在「玉兔」胸前紅旗的正下方，首次升空的「紅外眼」——紅外成像光譜儀，引人注目。它「眨眨眼」就能對月球表面進行成像與成分分析。誰來控制它「眨眼」？是一個高性能超聲電機。

這是我國首次將該技術用於航天工程。超聲電機身材小，卻本領十足。它重量只有46克，約是同等傳統電機重量的1/10，且驅動簡單，響應時間只需幾個毫秒，低轉速能使相機蓋子的開合動作變得緩慢。壓電陶瓷是超聲電機的「心臟」，組織研製該超聲電機用新型壓電陶瓷的董顯林研究員介紹，上矽所的壓電陶瓷性能優越，保證了超聲電機電力強勁，並能經受月球大的溫差。據悉，此次在「玉兔」上取得成功後，超聲電機技術還有望繼續應用在「嫦娥五號」以及其他人造衛星上。

「紅外眼」負載著二氧化碲聲光晶體，能快速響應，搜集不同波段的光譜信號，從而探測到不同礦物成分。而生長大尺寸、高質量的二氧化碲聲光晶體，則是上矽所的「獨門秘籍」。研究人員透露，二氧化碲聲光晶體會繼續在「嫦娥五號」的載荷上發揮作用，光譜探測將擴大到更寬波段範圍，以期用多幅掃描成像技術提供多角度、全景式圖像。

著陸器地形地貌相機拍攝的「玉兔號」月球車

陶瓷反射鏡首次用於深空探測

「嫦娥三號」搭載的有效載荷之一——月基光學望遠鏡會隨著月球自轉「巡天」。而幫助它「巡天」的是一種特殊的陶瓷材料。

該材料研發團隊的劉學建研究員介紹，他們這次為月基光學望遠鏡研製提供了高緻密特種陶瓷材質的反射鏡，「該陶瓷材料熱導率高，傳熱非常快，當環境溫度變化時，整個鏡面會很快達到同一溫度。此外，該材料熱膨脹係數低，即使在經受溫度變化時，因熱脹冷縮引起的變形也微乎其微，這保證了反射鏡的成像質量。」他說，對任何望遠鏡而言，反射鏡的熱穩定性都至關重要。

劉學建表示，經過30多年的發展，我國關於此材料的製備技術已獲突破，材料緻密度高達99%以上，光學質量高，熱穩定性好，已成為空間光學系統輕質光學反射鏡的優質材料。這次是陶瓷反射鏡首次用於深空探測，在近紫外譜段工作，可獲得在地球無法獲得的觀測數據。

「玉兔」什麼時候醒來？

此前根據《中青報》報導，一旦「玉兔」進入休眠，將會斷絕與地面的一切聯繫。「對喚醒再擔心也沒用，因為地面無能為力，只有『玉兔』自主甦醒了，才能恢復和地面的聯繫。」29歲的嫦娥三號巡視器主管設計師薛博說。

「但我們沒什麼壓力，因為我們已在內場、外場充分進行過試驗驗證，而月面上的真實情況與我們的地面驗證太像了。」嫦娥三號巡視器遙操作副主任設計師吳克說。

如果「玉兔」順利度過月夜，等它被喚醒，已是大約2014年1月11日。隨後，「玉兔」將進入正式的月面工作階段。