平均年龄不到30岁,这支团队让中国航天器无惧“冰火两重天”
平均年龄不到30岁,这支团队让中国航天器无惧“冰火两重天”
眼前这些不起眼的白色小块儿,功能非常强大。火箭能在上千摄氏度的极热超高温里顺利起飞,火星车能在零下130多摄氏度的极寒环境下正常工作,都归功于它——高性能纳米气凝胶。
这是世界上“最轻的”新型航天材料,可同时耐受1000多度的超高温和零下100多度的超低温,已被成功运用在长五、嫦娥、天舟、天问等航天重大工程中,在“火与冰”的考验中,为航天器保驾护航。
但气凝胶的研制却是世界级难题。在中国航天科工三院306所,就有这样一支“没有白头发”的科研团队,他们平均年龄不到30岁,其中博士27人、硕士33人,承受着“失败几乎是常态”的巨大压力,最终攻破了这一世界级难题,在没有任何外援支持下,创造了多次世界航天材料的奇迹。
“烈火”淬炼
高性能纳米气凝胶研制团队负责人李博士上大学时,就受到了航天英雄杨利伟飞天壮举的鼓舞,博士毕业后,她坚定选择了从事航天事业。但到了单位才知道,这条科研之路异常艰辛坎坷。
随着我国火星探测任务的推进,对气凝胶也提出了更高的要求。长征五号运载火箭用的气凝胶耐温是650摄氏度,现在他们需要挑战的温度是1200摄氏度。面对这样一个世界级的难题,团队成员都有些傻眼。
面对困难,气凝胶研制团队选择迎难而上。那段日子,每天他们都会将气凝胶样品放大到5万倍,观察它的微纳米结构,在十万分之一毫米的差异里,一遍一遍地摸索坚持。
研制一款气凝胶产品,要进行8000多次观测,5000多次样品测试,这些枯燥重复、却很重要的环节,极大地考验着每位队员的耐心。在一次又一次的失望后,他们终于解决了耐受1200摄氏度的问题。
但遗憾的是隔热性能还不能达标。经过反复讨论,他们决定在气凝胶表面加一层提高隔热性能的反射膜,最终,团队选中了厚度只有几个微米的镍箔,隔热问题被攻克。
经过四年艰苦的研发,他们终于通过了“火”的考验。但严酷的“冰”的考验还在后面。
“极寒”大考
2020年7月23日,耐受1200多摄氏度的超高温气凝胶助力长征五号遥四运载火箭,搭载着“天问一号”火星探测器,开启了我国首次火星探测任务。这次要研制出能让火星车抵御零下130摄氏度的超轻气凝胶,密度仅为之前耐热气凝胶的1/20。
面对“极寒”,气凝胶研制团队24小时不间断地进行观察,以捕捉到气凝胶成形的最佳状态,各种实验数据记满了厚厚的一摞。功夫不负有心人,他们终于研制出了样品,但是居然有一项指标不合格,样品被打回,队员的心态几近崩溃,找不到前进的方向。
于是,团队决定再次重温中国航天的光辉历史。面对老一辈的航天专家,他们陷入了沉思。中国航天事业筚路蓝缕、披荆斩棘,一代一代的科学家,经历了无数的挑战与失败,但仍然直面困难、接续攻关。
团队被前辈们的精神深深感染着,他们重整士气、反复排查,不放过任何一个细节,最终发现问题的根源——裸露的气凝胶吸附了空气中的杂质,导致了样品不合格。
终于,耐受零下130摄氏度的超轻气凝胶诞生了。在气凝胶的保护下,“祝融号”火星车抵御了零下130摄氏度的超低温,在火星表面正常工作了近一年时间,超额完成了既定任务。
星空浩瀚无比,探索永无止境。这群活跃的青年科技人才,迸发出敢拼敢赢的青春力量,用梦想创造无限可能。新的任务更加艰巨繁重,共同期待这支团队继续在“火”与“冰”的考验中展翅腾飞!
本文原文来自澎湃新闻