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中国火星车降落时温度达1200℃ 这种材料保护了它

新闻来源: 科普大世界 于2021-05-21 8:53:17  提示:新闻观点不代表本网立场

我们生活在地球的大气层底部,在平时所接触的事物中,基本没有比空气更轻的东西。但是现在就有一种材料被认为比空气还轻,它就是气凝胶。



气凝胶又叫干凝胶,制取方法是通过溶胶凝胶法将某种物质中混入液体使之膨胀,再通过干燥使气体取代凝胶中的液相物质,制成一种纳米级多孔固态材料,这种材料会非常松软也非常轻,弹性也很好,又具有较好的保温功能,因此被认为会在未来在工业生产和人们生活中大量使用的新材料。



在我国天问一号火星探测器上,就有这种材料的应用,在天问一号的着陆器中,祝融号火星车表面就几乎是被这种材料所包裹,因为在天问一号着陆器进入火星大气层的过程中,其表面温度会达到1200℃的高温,这样的温度足以使铜融化,虽然着陆器的内部不会有这么高的温度,但是瞬间的升温也会让里面的科学仪器很难承受,而气凝胶在这个时候就发挥了作用,它可以保护祝融号火星车,免受高温的影响,同时还可以作为垫层减缓火星车受到的冲击。







而气凝胶极轻的质量又几乎不会增加天问一号的载荷,前面说了,有的气凝胶比空气还轻,可能很多朋友都不相信,心想这东西既然比空气还轻,那还不飘起来,直接飘到太空中去啊,其实说气凝胶的重量轻,说的是这种气溶胶材料的密度要小于单位体积下空气的密度,但是由于气凝胶内部大部分都是气泡,里面有空气存在,所以单位体积下气凝胶材料的重量再加上里面的空气,还是要略大于空气的密度的!因此气凝胶放在地上也不会飘起来,但是又由于这种蓬松材料非常的轻,因此有的气凝胶就是放在花瓣上,花瓣也不会被压下去,放在蓬松的头发上,也不会影响发型。





我们都知道海绵也很轻,它是一种发泡材料,气凝胶的结构实际上和海绵很相似,所以也有人将气凝胶称作海绵,但是大多数气凝胶都要比常见的海绵更轻,如二氧化硅气凝胶,其密度就和空气差不多,而石墨烯气凝胶则要比空气更轻,甚至比氦气还轻。



如今这种又轻又有弹性的隔热材料,已经在很多领域中应用了,比如作为飞机内外层的填充材料,既隔热又轻便,有些高温锅炉的外皮也会用到这种隔热材料。





我国的"天问一号"火星探测器和"祝融号"火星车上使用的气凝胶是中国航天科工三院306所研发的新型气凝胶材料(材料成份保密),共使用了两种,都是密度极小而延展性极高的气凝胶材料,将其做成薄片状,那么只需要10克这种材料,就可以铺满一个标准足球场。





祝融号火星车利用气凝胶不但得以在天问一号着陆器降落时隔离外面的高温,还能在火星夜晚的低温环境下保护祝融火星车,确保它可以在零下130℃的环境中正常工作,所以有了这种轻便的保温材料,祝融火星车在“冰火两重天”的温度考验中也能安然度过并正常工作。



网编:和评

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