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我国低温火箭技术获突破 在轨时间可达30天

2019-07-03 03:06:32   来源:科技生活在线   评论:0   [收藏]   [评论]
导读:小编按:据介绍,低温火箭也称“冰箭”,其采用的液氢、液氧等低温化学推进剂无毒、无污染,经济实惠、效率高,因此在国内外运载火箭和上面级都得到了广泛应用。中国的长征五号运载火箭、长征七号运载火箭等都属于低温火箭。

  中国运载火箭技术研究院(简称火箭院)2日发布消息称,近日该院在“低温推进剂蒸发量控制技术”上取得突破,这项技术可使中国低温火箭在轨时间延长到30天,为中国深空探测以及远距离空间运输提供可行条件。

  据介绍,低温火箭也称“冰箭”,其采用的液氢、液氧等低温化学推进剂无毒、无污染,经济实惠、效率高,因此在国内外运载火箭和上面级都得到了广泛应用。中国的长征五号运载火箭、长征七号运载火箭等都属于低温火箭。不过,低温火箭虽好,但长时间飞行却受到制约。在此之前,国内外低温火箭在轨时间大多只能维持在几十分钟到几小时之间。

  火箭院“低温推进剂蒸发量控制技术”团队成员张少华介绍称,该技术使用了两种先进材料和一种排气方案,以破解如何延长低温火箭在轨时间的难题。

  这两种先进的隔热材料,一种是“新型聚氨酯泡沫隔热材料”,相比传统泡沫材料,它的隔热能力在低温条件下提升50%以上;另一种是“变密度多层隔热材料”,相比普通多层隔热材料,隔热能力提升18%以上。

  现在,火箭院现役火箭低温推进剂的蒸发量是每天蒸发2.5%以上,将来如果火箭用上以上两种隔热效果显著的材料,低温推进剂每天的蒸发量可以减少到0.5%。这意味着火箭携带同样重量的低温推进剂,在轨时间可以大大延长。

  同时,研究团队还采用了“热力学排气方案”,这种方案能够在尽可能少排出推进剂的情况下实现有效排气,保持贮箱压力,同时也减少了推进剂的损失。

  张少华表示,“低温推进剂蒸发量控制技术”已于近日通过了大型地面试验验证,方案正确可行。该技术的突破,能够使中国低温火箭在轨时间长达30天,实现低温推进剂长期在轨贮存,对于未来大规模深空探测及远距离空间运输等任务具有长远意义。(中新社)
 

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  嫦娥四号传回重要数据,月球的资源宝库被发现,印证了之前的猜想

  据了解,来自中科院方面的消息称,天文台的研究小组在对嫦娥四号探测器传回的相关月表探测数据进行研究分析后发现,在该探测器着陆区域发现了大量带有橄榄石和低钙辉石的表面物质。据悉,该区域是位于月球背面南极点的艾特肯盆地。而根据此前美国相关方面专家的研究则认为,在该盆地的下方蕴含着一块巨大的金属块,它的大小大约相当于5个夏威夷岛。从外形来看,该盆地总体呈椭圆形,宽度在2000公里以上,深度约为13公里。这也是目前为止太阳系中所有已发现的陨石坑中面积最大的一个。

  从嫦娥四号所携带的巡视器的侦测结果来看,这些含有橄榄石和低钙辉石的月表物质与之前嫦娥三号在月球正面所探明的月表物质构造有着很大差距。这不得不让人质疑这些物质的来源,来自月球形成的相关理论则认为,月幔与月壳形成的过程不同,月幔是由橄榄石和钙辉石这些质量较大的物质沉淀在月壳下方所形成的。而发现这些物质的区域恰恰是在艾特肯这个由陨石冲撞而形成的盆地附近,这也就说明这些橄榄石和低钙辉石极有可能来自于月球的月幔层,因为陨石冲撞所形成的冲击波会将月壳下的月幔物质挤压出来,暴露在月球表面。

  在嫦娥四号证实了月幔物质成份后,艾特肯盆地下方的块状金属也就自然成了世人关注的焦点。一份来自美国贝勒大学的研究报道认为,艾特肯盆地下方隐含着大量以铁和镍为主要成分的大型金属块状物。该金属块状物来自于宇宙中的小行星。如果该研究结果得到证实,这个巨大的金属块无疑是一个巨大的资源宝库。而在月球上,像这样的自然资源更是多的数不胜数,由于月球质量只有地球质量的六分之一,所以月球的引力也就不足以聚集大量的大气从而形成大气层。因此,大量宇宙中的小行星就会直接撞向月球表面,从而形成大量的环形山,这也就是月球地貌形成的原因。而这些携带丰富矿产资源的小行星也会因此而留在月球上,这些矿产资源如果可以被人类开发利用的话,将可以极大地改善目前地球所面临的资源短缺的局面。

  这也是为什么此次嫦娥四号探测器要选择在艾特肯地区进行软着陆的原因,一方面,该地区适宜的光照可以给嫦娥四号探测器提供源源不断的电能,另一方面,由于盆地内部拥有大量形态各异且形成时间各不相同的陨石坑,而月球本身的地质构造又是参与形成这些陨石坑或盆地的重要部分,所以研究人员可以从冲撞所形成的盆地或陨石坑的形态及各种物理特性来从侧面去了解月球在该处的地质构造。通过对这些地质地貌的分析,科学家可以得到月球早期的演化过程,这对了解月球的来源及形成有着及其重要的参考价值。同时,也可以通过月球这个理想太空模型的研究来了解宇宙中行星的形成和演变历程。

  而值得一提的是,嫦娥四号此次登陆艾特肯地区也是人类历史上首次在月球背面进行软着陆。由于一直以来人们对月球的了解几乎都停留在月球的正面,对月球的背面可谓知之甚少,嫦娥四号的着陆不仅完成了这项历史性的突破,同时也证实了国际天文学界对月球月幔组成成份的猜想,为月球的起源及演变历程的研究提供了真实客观的证据。(谷火平)

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