23馬赫高速命中打不穿!又一軍工大獎出爐,太空鐵布衫研發成功

wang qi ...| 2019-01-11| 檢舉

剛剛過去的2018年我國航天成功實施了包括長征、快舟兩大系列火箭共38次發射任務,截止目前我國在軌有效運行衛星數量已達200顆左右。遙感、風雲、北斗、通信等多系列基礎空間工程相繼建成,就規模而言已經位居世界第二,太空資產總價值在2000億以上,這些資產不僅事關經濟安全,更關乎國防安全,保護太空資產安全已經刻不容緩。

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大推力運載火箭

而現如今運行在2000公里軌道高度內的太空碎片已達上億數量,他們都以第一宇宙速度即7.8公里/秒運行,相當於23馬赫的速度。空間碎片與太空飛行器發生撞擊的最大相對速度可達44馬赫。10厘米尺寸空間碎片可直接打穿太空飛行器,進而徹底摧毀太空飛行器,小於1毫米的空間碎片可對太空飛行器造成直接損害。

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太空碎片

太空飛行器在軌運行時間越長越容易發生碎片撞擊,且大多數空間碎片都集中在近地軌道,而我國除了數千億太空資產,還在實施天宮載人空間站、嫦娥探月等重大航天工程,尤其是近百噸的天宮空間站將部署在400公里高度的近地軌道,該軌道附近是太空微小碎片較集中區域。

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國際空間站

以國際空間站為例,迄今為止為躲避太空碎片就進行了數十次機動規避飛行,即便如此仍難逃碎片撞擊,目前已在空間站艙壁上發現多個碎片撞擊坑,我國在軌太空飛行器也遭遇過多次太空碎片在百米級距離的危險迫近。

如何有效探測以及抵禦碎片撞擊威脅也成了我國天宮空間站項目能否成功實施的關鍵,天宮空間站是長期有人照料的近地軌道空間站,預計將在軌運行10年之久,隨著時間延長將大大增加碎片撞擊機率。

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官方公開的國產大型相控陣雷達

目前我國已經初步建成基於大功率相控陣雷達、射電望遠鏡、光電望遠鏡等探測設備的對天觀測網絡,能對10厘米級空間碎片實現有效觀測,但對更小尺寸碎片的觀測能力尚有待加強。

就在本月8日,一年一度的科學技術獎勵大會產生了一大批具有重大影響力的軍工大獎,其中有一項名為「空間碎片與高能粒子探測和防護關鍵材料及應用」的項目獲得了國家科技發明獎二等獎,該項目成功研發了太空飛行器空間碎片探測器以及抵禦空間碎片的特殊防護材料。

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空間碎片撞擊

微小碎片撞擊太空飛行器會引起電信號變化,並形成碎片雲,二者存在特定物理關聯,基於這一原理研製成功了微小碎片探測裝置。

還有一項重大創新在於製備了鈦鋁鎂強塑復合防護材料,該產品具有完全自主智慧財產權,與國際同類產品相比,防護等級提高了79.8%,達到國際領先水平。目前已經在天宮二號空間實驗室上實現型號應用,接下來即將發射的天宮空間站關鍵部位也將應用該防護材料。

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天宮二號

鈦鋁鎂強塑復合防護材料可以抵禦微小碎片23馬赫高速命中撞擊,可以說為在軌太空飛行器打造了一款安全可靠的鐵布衫,大大提高了我國空間站運行的安全性與可靠性。

中國空間站就規模而言雖然不及國際空間站的四分之一,但有著後發優勢的天宮空間站技術起點卻要高得多,太空機械臂、暴露實驗平台、大規模科學實驗艙段應有盡有。國際空間站沒有的我們也有,比如天文光學艙就是中國空間站的原始創新之一,該光學艙平時與空間站共軌飛行,需要的時候可以與空間站對接實施維修保養任務。

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正在建造中的天宮空間站

就在去年我們在聯合國就天宮空間站向國際社會發出了合作邀請,同時天宮空間站還預留有大型艙段對接接口,可以進一步放大空間站規模,為友好國家參與我國空間站計劃創造了條件。事實不止一次證明,外國人能辦到的事情,我們也能辦到,外國人不能辦到的事情,我們通過努力照樣可以辦到!

文章來源: https://www.twgreatdaily.com/cat34/node1994270

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