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上海哈工大调查切磋组织助力“海洋一号C”卫星成功发射

2018年9月7日11时15分,我国在太原卫星发射中心用长征二号丙运载火箭,成功将“海洋一号C”卫星发射升空,卫星进入预定轨道。 2019年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

2018年9月7日11时15分,我国在太原卫星发射中心用长征二号丙运载火箭,成功将“海洋一号C”卫星发射升空,卫星进入预定轨道。

2019年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。

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“海洋一号C”星是我国第三颗海洋水色系列卫星,是我国民用空间基础设施规划的首颗海洋业务卫星。将为全球大洋水色水温业务化监测,为我国近海海域与海岛、海岸带资源环境调查、海洋防灾减灾、海洋资源可持续利用、海洋生态预警与环境保护提供数据服务,也可为气象、农业、水利等行业应用提供支持。

糖果派对官网,“嫦娥四号”准备降落

此次“海洋一号C”星上,上海交通大学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发的轻质高性能铝基复合材料得到成功应用,研制的四种关键构件30余件应用于卫星上。

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“嫦娥四号”降落

紫外成像仪看到的“百里嘉”台风

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近三十年来,该团队一直致力于高性能铝基复合材料的研究与开发,并已经应用于我国航天领域多个型号。此次应用的轻质高性能铝基复合材料,其刚度比原来提高了60%,尺寸稳定性大幅提高。采用这种高性能铝基复合材料制成的光学底板、安装底板、侧支撑等四种关键构件30余件,成功应用在了“海洋一号C”星的五大载荷之一“紫外成像仪”上,解决了高精密仪器的关键机构在应力场、温度场下变形的难题,有效地保证了高精密仪器的精度和稳定运行,并实现了载荷的轻量化。

“嫦娥四号”成功软着陆月球背面

据悉,计划明年发射的“海洋一号D”卫星,继续使用该团队提供的高性能材料构件,目前已提供正样,后续将持续供件。“海洋一号C”卫星将与“海洋一号D”卫星组建我国首个海洋民用业务卫星星座,实现高精度、高时效、大幅宽观测。

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“玉兔二号”月球车抵达月球表面

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”

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SiC-AI复合材料的基础研究

团队研制的高性能SiC增强铝基复合材料应用于“嫦娥四号”探测器中四个关键载荷,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”

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“玉兔二号”月球车轮子外侧由SiC颗粒增强铝基复合材料制成的棘爪

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。用于主要与月球表面接触的行走机构棘爪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。SiC颗粒增强铝基复合材料具有重量轻、高刚度、高耐磨、耐冲击、尺寸稳定等特点,能够承受月球表面各种苛刻复杂的服役工况条件,为“玉兔二号”月球车在月球背面行走保驾护航。

团队研制的铝基复合材料及其产品,长期、多次成功应用于中国探月工程

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