中科院多項成果“入選”習(xí)近平主席新年賀詞,上海硅酸鹽所提供多項關(guān)鍵載荷與材料支撐

文章來源:  |  發(fā)布時間:2017-01-04  |  【打印】 【關(guān)閉

  

20161231日,國家主席習(xí)近平發(fā)表二〇一七年新年賀詞,在列舉2016年重大進(jìn)展時特別提到“‘中國天眼’落成啟用,‘悟空’號已在軌運(yùn)行一年,‘墨子號’飛向太空,神舟十一號和天宮二號遨游星漢”,并表示“這一切,讓我們感到欣慰”。其中,中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所在暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星、“墨子號”量子衛(wèi)星、神舟十一號載人飛船和天宮二號空間實驗室重大任務(wù)中承擔(dān)了多項關(guān)鍵載荷與材料的研制和生產(chǎn)任務(wù)。 

悟空”——暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星,由中科院空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項首批立項研制的四顆科學(xué)實驗衛(wèi)星之一,是目前世界上觀測能段范圍最寬、能量分辨率最優(yōu)的暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星。悟空將在太空中開展高能電子及高能伽馬射線探測任務(wù),探尋暗物質(zhì)存在的證據(jù),研究暗物質(zhì)特性與空間分布規(guī)律。 

“悟空”最核心的載荷是由尺寸為25×25×600mm3的鍺酸鉍(Bi4Ge3O12BGO)晶體和光電倍增管構(gòu)成的BGO量能器。該衛(wèi)星有效載荷重約1400Kg,其中BGO晶體重達(dá)824Kg,晶體與有效載荷重量比例約59%,可謂“BGO晶體衛(wèi)星”。如果把BGO量能器比作為衛(wèi)星探測暗物質(zhì)的“眼睛”,600mm長的BGO晶體則是該衛(wèi)星探測暗物質(zhì)的“視網(wǎng)膜”。 

上海硅酸鹽所為該衛(wèi)星的研制提供了初樣和正樣共計640600mm長的BGO晶體,為我國暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星有效載荷的成功研制及其發(fā)射提供了重要保障。作為世界上能研制并量產(chǎn)600毫米超長BGO晶體的唯一供應(yīng)商,上海硅酸鹽所保持著生長BGO晶體長度的世界紀(jì)錄。 

“墨子號”量子衛(wèi)星,由中科院空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項首批立項研制的四顆科學(xué)實驗衛(wèi)星之一。墨子號主要科學(xué)目標(biāo)是進(jìn)行星地高速量子密鑰分發(fā)和廣域量子密鑰網(wǎng)絡(luò)實驗,并在空間尺度進(jìn)行量子糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(tài)等實驗研究。 

上海硅酸鹽所研制的量子衛(wèi)星全部柔性薄膜熱控涂層、下裙鋁合金光亮氧化熱控涂層以及高性能碳化硅光學(xué)部件獲得了成功應(yīng)用。 

柔性薄膜熱控涂層:上海硅酸鹽所承擔(dān)了包括“寬幅導(dǎo)電型F46薄膜鍍銀二次表面鏡”、“寬幅防靜電PI薄膜鍍鋁二次表面鏡”在內(nèi)的柔性薄膜熱控涂層材料的研發(fā)工作,為衛(wèi)星的正常在軌運(yùn)行提供重要保障。 

下裙鋁合金光亮氧化熱控涂層:上海硅酸鹽所研究團(tuán)隊在衛(wèi)星下裙表面原位生長了一層具有低太陽吸收比、高紅外發(fā)射率的熱控涂層材料。該熱控涂層突破了熱輻射指標(biāo)要求高及衛(wèi)星下裙尺寸大、形狀復(fù)雜程度高等涂層制備難點,具有硬度高、空間穩(wěn)定性好的特點,為衛(wèi)星與運(yùn)載火箭的在軌分離及在軌長期正常運(yùn)行提供了重要保障。 

高性能碳化硅光學(xué)部件:上海硅酸鹽所承擔(dān)了“量子衛(wèi)星”量子糾纏發(fā)射機(jī)和量子密鑰通信機(jī)中關(guān)鍵光學(xué)部件的研制工作。研制的碳化硅光學(xué)部件具有抗激光損傷、高比剛度、高減重率、良好的熱穩(wěn)定性等優(yōu)異性能,總體水平處于國際先進(jìn)水平,可滿足高穩(wěn)定長壽命衛(wèi)星有效載荷的應(yīng)用需求。作為國際上僅有的2-3家可研制大口徑光學(xué)部件研制單位之一,近十年來,上海硅酸鹽所為國內(nèi)系列重要型號提供了大口徑光學(xué)部件保障。 

神舟十一號和天宮二號。2016915日,天宮二號空間實驗室升空。1017日,神舟十一號飛船發(fā)射升空。1019日,飛船與天宮二號對接成功。1118日下午,神舟十一號載人飛船順利返回著陸。天宮二號是中國第一個真正意義上的空間實驗室,將用于進(jìn)一步驗證空間交會對接技術(shù)及開展包括空間科學(xué)、對地觀測及地球科學(xué)研究、空間應(yīng)用新技術(shù)等三大領(lǐng)域在內(nèi)的全部14項科學(xué)實驗,包括全球第一臺空間運(yùn)行的冷原子鐘、寬波段成像光譜儀、伴隨衛(wèi)星飛行、高等植物培養(yǎng)、綜合材料實驗等。 

其中,上海硅酸鹽所承擔(dān)了神舟十一號載人飛船低比值無機(jī)熱控涂層、耐高溫隔熱材料與組件、返回艙玻璃防燒蝕污染涂層、姿控發(fā)動機(jī)包扎、通道照明和艙內(nèi)儀表等多種載荷表面高輻射熱控涂層、舷窗玻璃及涂層、飛船返回艙天線防熱窗,以及“回收一號”探測雷達(dá)用微波介質(zhì)材料,神舟飛船與天宮二號交會對接過程中消雜散光涂層和不銹鋼灰色化學(xué)轉(zhuǎn)換熱控涂層的研制和生產(chǎn)任務(wù)。 

作為綜合材料實驗行政副指揮和副主任設(shè)計師單位,主要負(fù)責(zé)空間實驗方案的技術(shù)實現(xiàn)和綜合材料實驗裝置的研制,并承擔(dān)了3項材料實驗任務(wù)和6個樣品的裝置熱特性測量實驗;此外,為量子密鑰分配試驗提供了碳化硅光學(xué)部件,承擔(dān)了天宮二號空間實驗室低比值無機(jī)熱控涂層、耐高溫隔熱材料與組件、單體電池袖套和電池基板表面低輻射熱控涂層、通道照明和艙內(nèi)儀表等多種載荷表面高輻射熱控涂層以及舷窗玻璃及涂層的研制與生產(chǎn)任務(wù)。 

上述材料及相關(guān)載荷的研制為衛(wèi)星、飛船的成功發(fā)射和空間實驗的順利展開提供了保障。