能抗击1000℃高温 嫦娥六号发动机的“蓬蓬裙”了解一下

嫦娥六号返回时，以接近每秒约11.2公里的第二宇宙速度，进入大气层。返回器高速再入大气层时，与大气产生剧烈摩擦，返回舱就会像被包裹在火球里一样。在这样的环境下，要保障返回舱的天线能正常通讯，就必须有一个“金钟罩”保护它才行。接下来，我们一起来认识一下这个可以抵御高温炙烤的“金钟罩”——嫦娥六号天线透波窗。

中国科学院上海硅酸盐所研制的耐烧蚀天线透波窗，具有优异的力学性能、耐热冲击性能和化学稳定性，在嫦娥六号返回器再次进入大气时，它起到防热、耐烧蚀的关键作用，保障严酷的气动加热环境下，返回器天线仍可以正常工作。

中国科学院上海硅酸盐研究所特种无机涂层研究中心研究员 曹韫真：我手上拿的这个样品是我们用在神舟系列飞船上的一个天线窗的样品，嫦娥天线窗已经在型号上应用了，中间是石英玻璃，编织石英，比我们神舟飞船的石英玻璃窗口耐高温性能更好。

这是一个碳石英纤维编织的窗框，在表面镀一层比较厚的金属镀层，中间是天线，是可以透过微波信号的这个窗口，这样的话又有比较好的电学增益，能够承受比较高的温度，保护天线系统的正常工作。

高温抗氧化涂层“外衣”抵御炙热严酷环境

在嫦娥六号返回的过程中，有一个很关键的器件，就是姿控发动机。姿控发动机，有点像汽车的方向盘，能够精确地能控制飞行器的方向和姿态。姿控发动机点火调姿时，要经历高温炙烤，那么，在高温环境下，如何让返回器其他部件不受影响、正常工作呢？

据介绍，从月球到地球一共有38万公里，在飞回地球的过程中，嫦娥六号并不是直线运行，而是通过姿控发动机进行多次轨道修正，才能最终进入地球轨道，瞄准着陆场，进行精确着陆。

中国科学院上海硅酸盐研究所高级工程师 孟佳：从这张图上我们看到，它的着陆器上有很多大大小小、方向各异的小喇叭，这就是我们的姿控发动机。它的上面我们就要用上高温抗氧化涂层。

在整个嫦娥的着陆器、轨道器以及返回器上，都有很多高温抗氧化的产品。

针对嫦娥六号的不同部位，中国科学院上海硅酸盐所采用了多种工艺研制、具有不同吸辐比的无机热控涂层多达10余种，这些材料可确保各仪器设备在极端环境中能够正常运转。

中国科学院上海硅酸盐研究所副研究员 冯爱虎：它的工作原理就是，在发动机温度最高的喷嘴位置，给它热包覆，让它工作的时候，始终控制在30℃这种工作温度内。

中国科学院上海硅酸盐研究所正高级工程师 于洋：这个材料比较轻，能够吸收热量，能够隔热，向外辐射的热量很小，所以保护返回舱在返回的过程中温度控制在一定范围，是一个关键部件。

抗击上千度高温 给发动机穿上“蓬蓬裙”

其实，在整个嫦娥六号任务过程中，有多次与高温环境对抗的过程，比如嫦娥六号着陆月球时、挖土完成后上升器从月面起飞时，都要经历发动机点火的过程，也就会出现极端高温恶劣的环境。那怎么把发动机工作产生的上千度的高温隔绝开，科研人员用到了一种特殊的多层隔热组件。

总台记者 窦筠韵：现在我手上所拿的这个材料就应用于嫦娥六号着陆器发动机上面。嫦娥六号着陆的时候会产生1000℃以上的高温，这样的材料就好比是给发动机穿上了一条蓬蓬裙，当表面的温度达到1000多摄氏度的时候，内部温度可以迅速降到100℃以下，起到很好的隔热和保护作用。

这条“裙子”厚度仅为1厘米，由20多层特殊材料组成，穿上它，就在发动机与周围电子元器件之间形成了一道热屏障，解决了着陆器7500N变推力发动机以及轨道器、上升器3000N发动机的高温热防护技术难题。

中国科学院上海硅酸盐研究所正高级工程师 于洋：通过多层叠合可以保护整个发动机周围的贮箱、电子元器件正常工作温度。上升器的发动机工作条件更恶劣，它深深地埋藏在上升器舱内，对隔热的要求就更高，而且发动机距离隔热屏的位置很近，温度更高，我们研制了一种跟着陆器有区别、耐温性能更好、隔热性能更好的新型多层隔热材料，来保护它在整个上升过程中，电子元器件处在正常温度范围内。