玉兔二号在月球背面留下“脚印” 这个团队为它提供行走棘爪

1月3日，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面，传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图。“嫦娥四号”着陆器与巡视器顺利分离后，“玉兔二号”在月背留下了人类航天器的第一行“脚印”。

航天器空间探索的背后，上海交通大学材料科学与工程学院为“嫦娥四号”探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了材料和部件支撑。

月球背面照片。@新华视点

澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者1月4日从上海交通大学获悉，交通大学复合材料研究所、金属基复合材料国家重点实验室张荻、欧阳求保团队研制的高性能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。

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。

“玉兔二号”月球车抵达月球表面。@航天面面观

“玉兔二号”在月背巡视也少不了研究团队的技术支持。

月球车在月面上的巡视工作，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。

在支撑此次“嫦娥四号”探测器登陆月球背面任务之前，SiC颗粒增强铝基复合材料已先后多次在探月工程、载人航天工程等航天重大工程中成功应用，并不断扩大应用数量和范围。

2010年10月1日发射的“嫦娥二号”探测器，成功应用3种构件。“嫦娥二号”卫星是探月二期工程的技术先导星，其主要目的是为“嫦娥三号”任务实现月球软着陆进行部分关键技术试验。“嫦娥二号”取得了大量的科研成果，并且成为中国深空探测史上走得最远的探测器，在燃料耗尽后成为了环绕太阳轨道的人造天体。

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研究团队针对制约我国航天用非连续增强金属基复合材料制备科学中复合调控难、界面匹配难、形变加工难三个难点，开展了长期的、深入的系统研究。

团队所研制的SiC增强铝基复合材料性能达到国际领先水平，已获得国家发明专利20余项。并建立了国内首个航天用铝基复合材料技术标准，以及国家标准，形成了高性能铝基复合材料的批量、多品种研制和生产能力，并成功推广应用。

科技部官网曾这样评价该团队，金属基复合材料国家重点实验室的研究团队对铝基复合材料开展了长期、系统和深入的基础和应用基础研究，已成为我国轻质高强铝基复合材料主要研发和制造基地，为我国高科技发展和维护国家安全做出了重要贡献。

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