天舟一號“VIP”氣凝膠誕生記

2017年4月20日,天舟一號貨運飛船隨長征七號運載火箭在文昌航天發射場發射升空,4月22日成功實現與天宮二號的交會對接。消息傳來,中國航天科工三院306所的職工們紛紛在朋友圈裡轉發喜訊並留言:“咱傢材料又立功啦!”繼2016年11月成功護航長征五號之後,306所研制的氣凝膠隔熱材料隨天舟一號再次踏上瞭太空之旅。

據介紹,氣凝膠是當今世界已知的最輕的固體材料,具有超高的比表面積和極低的導熱系數。多年來,306所一直致力於滿足我國航天產品對高性能隔熱復合材料的需求,研制開發出的系列化氣凝膠材料產品使用溫域覆蓋-100℃至2500℃,不但解決瞭我國多個型號裝備的關鍵材料問題,也在建築、電子電器、石油化工等民用領域獲得瞭推廣應用。

在2016年長征五號的發射任務中,306所研制的高性能納米氣凝膠隔熱氈產品為火箭燃氣管路系統提供瞭有效的隔熱保溫手段,為成功發射提供瞭有力保障。而這一次,該所氣凝膠隔熱材料大顯身手的部位從長征五號的燃氣管路變成瞭天舟一號的低溫鎖櫃,再次充分發揮瞭氣凝膠材料超絕的隔熱保溫性能。

隨著2016年天宮二號的發射成功,我國已全面進入空間實驗室和空間站任務實施階段。及時的貨物補給就成瞭航天員長期駐留並開展系列空間科學實驗的必要保障,而本次承擔貨運補給任務的正是天舟一號貨運飛船。天舟一號搭載的低溫鎖櫃被用於物資保存,其對於隔熱保溫材料的性能有著極其嚴苛的指標要求,既要絕熱,又要輕薄,這是傳統隔熱材料不能實現的。

接到研制任務後,306所研制團隊經過多輪試驗和驗證,將現有的氣凝膠材料“真空化”,由此,基於氣凝膠材料的“真空絕熱板”誕生瞭,它能有效地避免空氣對流引起的熱傳遞,使得其導熱系數較原有的氣凝膠材料大幅降低,隔熱性能提高瞭近一倍,同時又具備瞭很好的隔氣性和耐刺穿性。由於真空絕熱板的英文名稱為VacuumInsulationPanel,研制人員戲稱:“這次咱們幹的真是空間領域中的‘VIP’的活兒。”

歷經重重考驗,306所研制的“VIP”氣凝膠產品終於圓滿達到瞭嚴苛的技術要求,被制成瞭天舟一號低溫鎖櫃的保護外衣,隨著天舟一號飛船遨遊天際。

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