上海交通大学 - 《上海交大报》
上海交大复合新材料助力人类登陆月球背面 为人类首次月背“行走”贡献交大智慧
2019-01-07
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本报讯 1月3日上午10点26分，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区，并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图，揭开了古老月背的神秘面纱。此次任务实现了人类探测器首次月背软着陆，首次月背与地球的中继通信，开启了人类月球探测新篇章。习近平总书记在2019年的新年贺词中，专门提到“嫦娥四号”卫星。“嫦娥四号”着陆后，巡视器随即进行分离，“玉兔二号”月球车在月球背面留下了“人类首次行走”足迹，成功开启在月球背面的巡视探测任务。这一伟大壮举中也有着上海交大材料技术的应用与支撑。
上海交通大学材料科学与工程学院复合材料研究所、金属基复合材料国家重点实验室张荻教授、欧阳求保教授团队研制的高性能 SiC 增强铝基复合材料为“嫦娥四号”探测器在月球背面软着陆、“玉兔二号”月球车在月球背面巡视探测等提供材料和部件支撑为中国迈向空间时代贡献力量。
科学家们为“嫦娥四号”构建“金刚不坏之身”
团队研制的高性能 SiC 增强铝基复合材料应用于“嫦娥四号”探测器中4个关键载荷，包括激光测距仪、三维成像仪、红外光谱仪等星载光学仪器中的镜筒、光学底板、框架等12种关键构件。星载光学仪器的任务要求其必须具有很高的分辨率和稳定的光学性能，这就要求对结构与器件进行优化设计时，所用材料必须具有足够的尺寸稳定性和良好的刚性等优异的综合性能。均要求具有很高的分辨率和稳定的光学性能，传统材料难以满足它们的性能要求。
团队研制的SiC颗粒增强铝基复合材料具备轻质、高刚性、高尺寸稳定的特点，可满足载荷结构轻量化、不变形、尺寸稳定的需求，解决了星载仪器高分辨率和高稳定性的难题，为“嫦娥四号”的运行和完成各项科学探测任务提供重要支撑。
科学家们为“玉兔二号”打造“超级风火轮”
月球车在月面上开展巡视工作，要面临恶劣复杂的空间环境和复杂未知的地形地貌的考验，面对人类从未探知的月球背面，月球车要经历复杂未知的地形地貌、恶劣复杂的空间环境的严酷考验，如“昼夜”超过300℃的温差导致构件产生热应力及热变形、月球车在行走时要承受各种碰撞、挤压、摩擦、磨损等。登陆月球背面的过程会非常曲折，任何细小的失误都会引发一连串的问题，严重的甚至能导致登月失败。行走机构棘爪用于与月球表面接触，是月球车开展月球移动探测的关键和难题之一。团队研制的由SiC颗粒增强铝基复合材料制成的行走棘爪，成功应用于“玉兔二号”月球车。
（下转第2版）