中国粉体网讯 2021年5月15日，“祝融号”火星车顺利发回遥测信号，天问一号探测器成功着陆火星，我国首次火星探测任务着陆火星圆满成功。实现了我国首次地外行星着陆。
（图片来源：央视新闻）
从火星大气层外缘通过软着陆的方式降落到火星表面，祝融号“落火”面临着重重考验，还要跨越“黑色九分钟”，可谓是“步步惊心”。任务能否成功，取决于“祝融号”火星车的结构和采用的材料，那么哪些材料在为“祝融号”保驾护航呢？
1 新型铝基碳化硅复合材料
火星车要在工况复杂的火星表面长距离行走，这对火星车材料的轻量化、高强韧性、高尺寸稳定性、耐冲击性提出了极高的要求，传统铝、钛合金难以兼顾综合要求。
中国科学院金属研究所设计出一系列新型高强、高塑、高稳定性铝基碳化硅复合材料，提出低合金元素、多元析出相混杂强化的新型设计思想。与传统铝基碳化硅复合材料相比，新型复合材料塑性提升一倍以上，同时保持高强度、高各向同性、高耐磨性和稳定性。这种新型铝基碳化硅复合材料通过了近工况条件下的严苛地面模拟考核，成功用于火星车结构、机构、仪器等几十种零部件，为“祝融号”火星车打造又强又韧又稳定的车身材料。
2 嫦娥钢
嫦娥钢是中科院合肥研究院固体所根据我国嫦娥探测器月面软着陆需求而研制的一种新材料，具有极高的强韧性和吸能性，其延伸率、强塑积等指标国际领先，已相继保障“嫦娥三号”、“嫦娥四号”任务顺利实施。
火星探测器及拉杆、限力杆外观图
（图片来源：中科院固体所官网）
新一代嫦娥钢，通过精细的组织调控和独特的工艺创新，实现了材料成分不变、吸能性显著提高的目标，在火星探测任务中，除沿用缓冲拉杆以外，首次使用限力杆产品取代了部分进口铝蜂窝设计，利用该产品突出的强韧性、轻质性和吸能性吸收着陆时的冲击能，为“天问一号”着陆缓冲机构优化设计及其软着陆提供了重要支持，真正实现了我国深空探测器着陆缓冲系统的完全自主化。
3 SiC颗粒增强铝基复合材料
新型碳化硅增强铝基复合材料，具有重量轻、比刚度好、耐磨性好、热膨胀系数小、导热系数高、宽温度范围下尺寸稳定等特点，可有效减轻机构重量，增加刚性、耐磨性 ，满足了“天问一号”火星探测器长时间运行时对某关键机构材料的需求，被用于“祝融号”机壳的一部分，助力我国自行研制的“天问一号”开展火星探测。
（图片来源：央视新闻）
4 新型材料气凝胶
气凝胶是一种并不被大众熟知的神奇材料。它是由纳米尺度的固体骨架构成的一个三维立体网络，它的密度可以做到比空气还轻，是世界上最轻的固体；导热系数仅为静止空气的一半，是导热系数最低的固体。把10克气凝胶材料完全铺展开，它拥有的表面就可以覆盖一个标准足球场。
火星车采用的一种新型隔热保温材料，就是新型气凝胶。这种气凝胶很轻，隔热性能好，在探测器“落”与“巡”两项任务中发挥作用。据悉，“天问一号”上一共应用了两种气凝胶材料，分别用来应对“极热”和“极寒”考验。为了给火星车减负，让它“跑”得更快，“跑”得更远，使用的都是超低密度的气凝胶，其密度只有15mg/cm3，同等体积下，重量只有钢的1/500，铝的1/180，水的1/60。
此外，“祝融号”所用的新型材料还包括铝硅封装外壳、特种高吸能合金、新型镁锂合金、高精尖铝材、有机热控涂层、三胺泡沫等。
可见，“火神”重归火星不是一蹴而就的，有众多科研人士的不懈努力，还有各种新型材料的技术支撑。众多新型材料助力“祝融号”踏入浩瀚星海，为中国航天航空事业贡献材料力量，坚韧地挺起国家的脊梁。
参考来源：
【1】中国科学院金属研究所. 《金属所为“天问一号”火星车打造又强又韧又稳定的车身材料》
【2】中国科学院合肥研究所. 《中科院合肥研究院固体所“嫦娥钢”保障“天问一号”成功着陆火星》
【3】上海交通大学国家重点实验室.《九霄北斗携天问“材”助神州撼天行》
【4】中国网.《航天科工三院306所创新团队研发新型材料气凝胶 为“天问一号”保驾护航》
（中国粉体网编辑整理/星耀）
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