新华网北京4月10日电（记者袁晗 刘厦) “天问一号”火星勘探器方案于2021年5月至6月择机施行火星着陆，展开巡视勘探。面临“极热”和“极寒”的使命条件，一种名为“纳米气凝胶”的新式保温隔热资料将为火星勘探器保驾护航。纳米气凝胶，到底有何奇特之处？如何为“天问一号”保驾护航？对咱们的日子有哪些影响？对此新华网记者独家连线了中国航天科工集团三院306所副所长张昊和中国航天科工集团三院306所第五技能部主任李文静。
在“天问一号”火星勘探器中，运用了我国独当一面研制的多项“黑科技”，其中之一便是运用在火星车上的热控资料——纳米气凝胶。作为一种新式隔热保温资料，它将别离用来应对“极热”和“极寒”两种严格环境。一起，纳米气凝胶的超轻特性极大地减小了火星车的担负，让它跑得更快、更远。
中国航天科工集团三院306所副所长张昊介绍，纳米凝胶是一种不太被群众熟知的资料，它是由纳米规范的固体骨架构成的一个三维立体网络，网络结构间包含着丰厚的纳米孔隙，孔隙率可以高达99.8%。由于它的骨架结构是纳米规范的，可见光可以从中心穿过，一起会发生瑞利散射，让最常见的二氧化硅气凝胶肉眼看上去像是被冻住的蓝色烟雾，这和天空出现蓝色的原理是相同，所以它还有一个很好听的绰号，叫做“蓝烟”。
当咱们把气凝胶资料用于隔绝热量的时分，它纤细的骨架让热量传导变得十分困难，相当于让热量沿着羊肠小道在三维网络上走迷宫；而很多的纳米孔隙就像一个一个独自的房间，把单个的气体分子关起来，让气体分子既不能活动也不能互相触摸，可以把对流传热消于无形。
中国航天科工三院306所第五技能部主任李文静说，气凝胶有两个比较显著的特色。一是分量特别轻，在比较轻柔的花朵、羽毛上都可以放置一大片气凝胶。这是由于气凝胶的孔隙率特别高，达99.8%以上，根本由空气填充，所以赋予了气凝胶特别轻质的功用。二是壁外表积特别大，把10克气凝胶资料彻底铺展开，它具有的外表就可以掩盖一个规范足球场。
张昊介绍，“天问一号”上总共运用了两种气凝胶资料，别离用来应对“极热”和“极寒”。
“极热”检测出现在火星着陆阶段，着陆发动机发生的热量使周围的温度超越1000℃，隔热组件可以隔绝高温，只是10mm左右的资料就可以在整个着陆进程让它死后的温度处于可接受的规模。就像消防员身上穿的防火服。
“极寒”检测出现在火星巡视阶段，经过在火星车的外表铺设大面积的气凝胶板，可以保证火星车在零下130℃的环境正常作业。就像爬山运动员身上穿的防寒服。为了给火星车减负，让它“跑”得更快，“跑”得更远。这儿运用的是超低密度的气凝胶，本身的密度只要15mg/cm³，平等体积下，分量只要钢的1/500，铝的1/180，水的1/60。
挑选这种资料，一是由于它在密度、耐温功用和隔热功用等方面有先天的优势，二是它可以经过微观结构的调控，完成功用的差异化，把某一方面的功用优势进一步发挥到极致，也便是让长板更长。
“火星由二氧化碳组成的大气，需求运用一种可以隔绝气相传导的隔热资料。咱们给火星车‘穿上’气凝胶‘外衣’，使它可以反抗零下130℃的极低温度。”李文静介绍说。
张昊介绍，在空间站的搭建和运转进程中，气凝胶资料会随长征五号系列火箭、天舟二号货运飞船履行运送使命。气凝胶资料在航天范畴现已获得了广泛的运用。
张昊举例说，跟着国家对节能环保等方面的要求越来越高，气凝胶的隔热性质能发挥更大效果。如大型化工厂中运用的高温管道能达3000公里以上，假如铺设气凝胶这样更好的隔热资料，工厂的能源消耗会大幅下降。此外，气凝胶的多孔结构也能习惯催化剂负载、过滤（包含在海洋上除油污）等需求，很多人都在探求它的运用远景。
谈到未来的发展规划，张昊说，面向十四五，团队提出的方针是“更高功用、更多功用”。面临航天航空范畴需求，可以耐受更高温度、具有更好隔热功用的气凝胶资料，具有光电磁等特别功用的气凝胶资料都在研制傍边；面向国民经济主战场，团队正在展开低成本制备技能的研制，期望在新能源轿车、工业保温文建筑节能等范畴扩展运用，为碳达峰和碳中和做出咱们的奉献。天问一号落火后，团队将收拾和剖析整体单位的回传数据，进一步辅导对资料的优化。
