长达十几天的月夜，温度低至-180℃。随“嫦娥三号”登上月球的“玉兔”号月球车正在休眠，助其抵御严寒的，是上海科学家为它精心研制的特殊“外衣”。

　　昨天，记者从中科院上海硅酸盐研究所了解到，为了让“嫦娥”、“玉兔”顺利登月并开展工作，科研人员研制了至少十几种高技术材料和组件。

　　神奇的耐高温“裙子”

　　“玉兔”银光闪闪的“外衣”其实犹如一件“百衲衣”，由一块块不同的涂层材料拼接而成。中科院特种无机涂层重点实验室于云研究员介绍，每一块都是根据“玉兔”身上相应器件的温度控制要求，量身定制的。

　　在奔月、巡月的过程中，“嫦娥”、“玉兔”要经历种种极为严苛的考验。比如，着陆器7500N发动机点火后温度超过1200℃，但紧邻其旁的电子元器件超过150℃就会报废。为此，科研人员给发动机精心“编织”了一条神奇的耐高温“裙子”——他们采用多层隔热材料，制作成具有高温低热导率的特殊“布料”，发动机“穿”上后再点火，“裙”外温度始终没超过100℃，保证了“嫦娥”安全着陆。

　　太阳电池阵很脆，发射过程中必须紧紧贴在一起，避免因滑动而碎裂，但一旦到达月面，又得在低温下轻松展开，不能被“冻”得粘住。为同时做到这两点，上硅所的科学家专门研制了一种高摩擦、抗冷焊的涂层。

　　为让“玉兔”自由漫步，科学家给它专门研制了各种温控涂层材料，有了它们，“玉兔”上的移动机构、电机等，在炎炎烈日下一点也不怕热，恰似闲庭信步。此外，太阳板表面、打开太阳板的机械臂，乃至桅杆、支架，都有专门涂层，确保它们在月球上的任何温度下，都能顺利工作。

　　其它部件亦是如此。在奔月途中，“嫦娥”的姿态轨道控制发动机频繁工作，喷管内壁基材容易氧化、变形，科学家为它涂上高温抗氧化涂层，确保它“身姿挺拔”；有些仪器怕冷又怕热，科学家就用类似热水瓶胆的真空隔热层，用多层柔性隔热材料将它紧紧包裹起来，实现与外界的热隔离；对怕热的仪器，则采用只散热、低吸热的材料或涂层来保护。

　　红外相机“眨眼”有诀窍

　　在“玉兔”胸前红旗的正下方，首次升空的“红外眼”——红外成像光谱仪，引人注目。它“眨眨眼”就能对月球表面进行成像与成分分析。谁来控制它“眨眼”？是一个高性能超声电机。

　　这是我国首次将该技术用于航天工程。超声电机身材小，却本领十足。它重量只有46克，约是同等传统电机重量的1/10，且驱动简单，响应时间只需几个毫秒，低转速能使相机盖子的开合动作变得缓慢。压电陶瓷是超声电机的“心脏”，组织研制该超声电机用新型压电陶瓷的董显林研究员介绍，上硅所的压电陶瓷性能优越，保证了超声电机电力强劲，并能经受月球大的温差。据悉，此次在“玉兔”上取得成功后，超声电机技术还有望继续应用在“嫦娥五号”以及其他人造卫星上。

　　“红外眼”负载着二氧化碲声光晶体，能快速响应，搜集不同波段的光谱信号，从而探测到不同矿物成分。而生长大尺寸、高质量的二氧化碲声光晶体，则是上硅所的“独门秘籍”。研究人员透露，二氧化碲声光晶体会继续在“嫦娥五号”的载荷上发挥作用，光谱探测将扩大到更宽波段范围，以期用多幅扫描成像技术提供多角度、全景式图像。

　　陶瓷反射镜首次用于深空探测

　　“嫦娥三号”搭载的有效载荷之一——月基光学望远镜会随着月球自转“巡天”。而帮助它“巡天”的是一种特殊的陶瓷材料。

　　该材料研发团队的刘学建研究员介绍，他们这次为月基光学望远镜研制提供了高致密特种陶瓷材质的反射镜，“该陶瓷材料热导率高，传热非常快，当环境温度变化时，整个镜面会很快达到同一温度。此外，该材料热膨胀系数低，即使在经受温度变化时，因热胀冷缩引起的变形也微乎其微，这保证了反射镜的成像质量。”他说，对任何望远镜而言，反射镜的热稳定性都至关重要。

　　刘学建表示，经过30多年的发展，我国关于此材料的制备技术已获突破，材料致密度高达99%以上，光学质量高，热稳定性好，已成为空间光学系统轻质光学反射镜的优质材料。这次是陶瓷反射镜首次用于深空探测，在近紫外谱段工作，可获得在地球无法获得的观测数据。

　　本报记者 史博臻

　　《文汇报》 （2014-01-03 第8版 教科卫新闻）

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