新2手机管理端网址(www.9cx.net):揭秘:天问一号上的中国国旗在火星是若何睁开的?_Filecoin招商

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6月11日,国家航天局举行天问一号探测器着陆火星首批科学影像图揭幕仪式,宣布了由“祝融号”火星车拍摄的着陆点全景、火星地形地貌、“中国印迹”和“着巡合影”等影像图。这首批科学影像图的宣布,标志着我国首次火星探测义务取得圆满乐成。

“中国印迹”图,摄影:“祝融号”火星车

“着巡合影”图,摄影:“祝融号”火星车

在“中国印迹”和“着巡合影”两张影像图中,鲜红方正的中国国旗清晰可见。哈尔滨工业大学航天学院冷劲松教授团队自主设计并研制的中国国旗锁紧睁开机构,历经202天地火转移轨道航行和93天围绕探测,航行4.75亿公里后,于2021年5月15日在天问一号着陆器上乐成完成了中国国旗可控动态睁开,使我国成为天下上首个将形状影象聚合物智能结构应用于深空探测工程的国家。

航天学院复合质料与结构研究所于上世纪90年月初,在杜善义院士的指导和支持下,在海内较早地确立了智能质料与结构的研究偏向。在“理工连系,服务航天”生长理念的指导下,冷劲松教授团队在智能结构力学、设计及其航天航空应用等研究领域深耕细作、集智创新。

该团队在海内率先研发了具有自力自主知识产权的环氧基、氰酸酯基、聚酰亚胺基等系列形状影象聚合物质料(Shape Memory Polymer,SMP),玻璃化转变温度可调(37℃-322℃),知足空间极端恶劣环境下的使用要求。

凭证天问一号火星探测义务的总体义务需求,在中国空间手艺研究院支持下,团队基于具有自力自主知识产权的形状影象聚合物复合质料,通过细腻的力学理论剖析和巧妙的智能结构设计,乐成研制出中国国旗锁紧睁开机构。

天问一号义务着陆巡视器及中国国旗锁紧睁开机构安装位置(红框处)

天问一号从发射入轨到着陆火星历经9个多月时间,探测风险高、难度大,国旗锁紧睁开机构面临行星际空间环境、火星稀薄大气、火星风等挑战,同时存在着陆环境不确定、地面无法干预等难点,对产物的可靠性提出了严苛的要求。通过在模拟火星环境下的力学、热真空、热循环和锁紧睁开功效等多次频频迭代的极端环境试验验证,该团队为着陆平台创新设计制备了卷绕锁定-睁开模式的国旗锁紧睁开机构,国旗睁开历程与中国传统字画的睁开方式类似,解决了低温、辐照等极端恶劣使役环境下,长时间锁定、低袭击可靠睁开的要害手艺难题。

中国国旗锁紧睁开机构释放国旗睁开

在着陆火星前,国旗锁紧睁开机构处于卷绕收纳状态,通过形状影象聚合物复合质料结构实现长时间锁定。着陆火星后通过加热形状影象复合质料实现超低袭击解锁和可控睁开,释放并睁开五星红旗(由兰州空间手艺物理研究所研制)。睁开后,形状影象聚合物复合质料的刚度回复到与常恢复合质料相当的水平,提供高刚度承载功效。与贴装、折叠收纳睁开等携带国旗方式相比,自主设计并研制的国旗锁紧睁开机构的质量轻、收纳比高,可适用于较大尺寸国旗。与睁开瞬态袭击高达10000g以上的基于火工品的睁开结构相比,国旗锁紧睁开机构险些无袭击。

中国国旗锁紧睁开机构释放国旗睁开左图为锁紧状态,右图为睁开状态

团队研制的国旗锁紧睁开机构首次在火星上实现中国国旗的可控动态睁开,睁开后的五星红旗在火星风的沐浴下迎风飘扬,为中国探测器在火星上打上“中国标识”,为建党100周年献礼。

中国国旗锁紧睁开机构在火星上睁开五星红旗(红框处)

据悉,这是继2016年、2020年哈工大科研团队在国际上首次实现地球同步轨道环境下形状影象聚合物复合质料及其柔性太阳能电池系统在轨乐成验证之后,在国际上首次实现形状影象聚合物智能结构在火星探测工程中应用,标志着我国在智能质料及其在航天器结构的应用领域处于国际前线。

未来,基于形状影象聚合物复合质料的智能结构等相关手艺有望应用于我国空间站、探月工程、载人登月、火星探测、木星探测、小行星探测、冰巨星探测、深空探测等重大航天工程,在航天、航空、汽车、高端装备、智能制造、机械人及生物医疗等领域也具有普遍的应用远景。

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