深空极端热环境下热控材料研究现状与发展趋势
2021-11-29于登云邱家稳向艳超
深空探测学报 2021年5期
于登云,邱家稳,向艳超
(1. 中国航天科技集团有限公司, 北京 100048;2. 中国空间技术研究院, 北京 100094;3. 北京空间飞行器总体设计部, 北京 100094)
引 言
深空探测是空间技术发展到一定程度的必然选择,也是人类探索地球与生命起源和演化奥秘的重要途径。从1959年前苏联第一颗月球探测器升空以后,美、苏等国家先后对月球、金星、火星、木星、土星、小行星等太阳系内天体开展了多种形式的探测。中国也顺利实施了对月球的环绕探测、月面巡视探测及采样返回,并开启了火星探测新征程,同时正在开展对小行星、木星及太阳等天体探测的论证[1-2]。
与近地空间的航天器相比,深空探测器在运行过程中,常常面临复杂极端热环境的考验,如:月夜长时间低温环境、火面低气压环境、7 500 N变推力发动机工作时1 500 °C高温壁面热辐射环境等,这就要求深空探测器热控分系统必须根据航天器的使命及热环境进行特殊的系统设计。热控材料作为被动热控设计的重要组成部分,在深空探测器热控设计中扮演着重要角色。文献[3]从航天器总体的角度,论述了对高导热材料、界面材料及高效隔热材料的需求;文献[4]从热控设计的角度,提出了对导热/隔热材料、智能热控涂层、新型功能热控材料的需求。上述文献主要针对近地轨道航天器热控需求,而深空探测器面临的环境与近地航天器的热环境差异大,对热控材料的需求也存在特殊性,因此有必要针对深空探测器热环境提出热控材料发展的需求。……
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