“玉兔二号”月球车抵达月球表面

上海交通大学材料科学与工程学院复合材料研究所、金属基复合材料国家重点实验室张荻教授、欧阳求保教授团队研制的高性能SiC增强铝基复合材料为“嫦娥四号”探测器在月球背面软着陆、“玉兔二号”月球车在月球背面巡视探测等提供材料和部件支撑为中国迈向空间时代贡献力量。

科学家们为“嫦娥四号”构建“金刚不坏之身”

SiC-AI复合材料的基础研究

 团队研制的高性能SiC增强铝基复合材料应用于“嫦娥四号”探测器中四个关键载荷，包括激光测距仪、三维成像仪、红外光谱仪等星载光学仪器中的镜筒、光学底板、框架等12种关键构件。星载光学仪器的任务要求其必须具有很高的分辨率和稳定的光学性能，这就要求对结构与器件进行优化设计时，所用材料必须具有足够的尺寸稳定性和良好的刚性等优异的综合性能。均要求具有很高的分辨率和稳定的光学性能，传统材料难以满足它们的性能要求。

 团队研制的SiC颗粒增强铝基复合材料具备轻质、高刚性、高尺寸稳定的特点，可满足载荷结构轻量化、不变形、尺寸稳定的需求，解决了星载仪器高分辨率和高稳定性的难题，为“嫦娥四号”的运行和完成各项科学探测任务提供重要支撑。

      科学家们为“玉兔二号”打造“超级风火轮”

“玉兔二号”月球车轮子外侧由SiC颗粒增强铝基复合材料制成的棘爪

   月球车在月面上开展巡视工作，要面临恶劣复杂的空间环境和复杂未知的地形地貌的考验，面对人类从未探知的月球背面，月球车要经历复杂未知的地形地貌、恶劣复杂的空间环境的严酷考验，如“昼夜”超过300℃的温差导致构件产生热应力及热变形、月球车在行走时要承受各种碰撞、挤压、摩擦、磨损等。登陆月球背面的过程会非常曲折，任何细小的失误都会引发一连串的问题，严重的甚至能导致登月失败。用于主要与月球表面接触的行走机构棘爪是月球车开展月球移动探测的关键和难题之一。团队研制的由SiC颗粒增强铝基复合材料制成的行走棘爪，成功应用于“玉兔二号”月球车。SiC颗粒增强铝基复合材料具有重量轻、高刚度、高耐磨、耐冲击、尺寸稳定等特点，能够承受月球表面各种苛刻复杂的服役工况条件，为“玉兔二号”月球车在月球背面行走保驾护航。