你知道嗎？昨天（5月21日）凌晨5點28分，我國在西昌衛星發射中心用長征四號丙運載火箭，成功將嫦娥四號任務發射“鵲橋”號中繼星發射升空。這顆衛星穿針引線，在地面和月球背面之間架起了通信的橋樑。
裝載著“鵲橋”號的長征四號發射瞬間
長征四號發射畫面
“鵲橋”號中繼星是給今年年底將要實施的嫦娥四號探月任務架設的，是世界首顆運行於地月拉格朗日L2點的通信衛星，也將成為人類歷史上第一顆地球軌道外專用中繼通信衛星。
眾所周知，月球的自轉和公轉週期相同，導致它只有一面對著地球，我們在地球上永遠沒法直接看到月球背面。
而嫦娥四號的著陸器和月球車，就要在我們看不見的月球背面著陸。只有先架好了“鵲橋”，嫦娥四號到了月球背面之後，才不會跟我們失去聯繫。而最好的辦法就是在地月拉格朗日L2點佈置一顆中繼衛星，既能“看到”月球背面，也能“看到”地球，可以提供嫦娥四號軟著陸及月面工作期間的測控支持。
這顆中繼衛星質量425千克，預期壽命5年以上。本體為長方體構型，頂部安裝大口徑的傘狀拋物面天線，將承擔對月雙向中繼的重任。像一把傘一樣。發射時，它會收起，進入太空後，它將適時打開。而這承擔著重要任務的傘狀拋物面天線，就運用了我們東華大學紡織學院陳南梁教授團隊參與研製的星載天線金屬網。
“鵲橋”號中繼衛星天線打開效果圖
下面就讓我們一起更深入瞭解一下東華大學的這項科研成果吧！
陳南梁教授團隊開展星載天線金屬網研究
這把“傘”的學名叫“星載天線金屬網”，它不僅開創了我國衛星採用自主研發金屬網天線的歷史，還為柔性天線關鍵產品國產化進程發揮了里程碑式的作用，為國產金屬網在軌順利應用奠定了堅實的基礎。金屬網是衛星天線反射電磁波的關鍵部件和星載網狀天線的基礎材料。但長期以來，我國星載天線金屬網主要靠進口，從2008年開始，陳南梁教授團隊與相關研究所攜手，踏上了一條國家航天使命必達的攻關路。不斷突破技術壁壘，真正實現了國產化。
長期以來，陳教授團隊始終堅守四個字：紡織智造。以往星載天線採用的多是鋁合金等傳統金屬材質的材料，重且不說還硬，不利於衛星天線在太空中收放自如。反覆試驗中，團隊發現鍍金鉬絲能夠讓衛星天線既輕便又性能穩定。該材料具有高強度、低熱膨脹係數、不易斷、反射率高等特性，是用於製造空間可展開網狀天線反射體的絕佳“物選”。但要把它做成金屬網卻不簡單，既要強韌，受得住發射飛行外力“折騰”，還要柔軟可編，易在太空中收納展開。既然要“剛柔並濟”，就要利用到陳教授他們擅長的紡織經編技術。
紡織通常是經緯線十字交叉，而經編則是像織毛衣一樣將紗線彎曲成圈相互穿套形成織物。在生產網眼織物時，與其他生產技術相比，經編技術更實用。生產的網眼織物可以有不同的大小和形狀，並且不需要經過任何特殊整理單靠自身結構，就能使織物形狀穩定、牢固。這對於在太空惡劣環境下“生存”的衛星來說是再好不過的了。
經過長期不懈的科研攻關，陳教授團隊採用極細金屬絲合股及經編技術，實現了把只有頭髮絲四分之一細的極細鍍金鉬絲纖維合股加捻的技術突破，還創新設計製造出專用的併線、整經和經編設備及全套生產工藝。據團隊介紹，這一系列的技術和工藝突破，不僅順利實現了衛星天線金屬網“剛柔並濟”，同時還讓這把“大傘”的重量較前減少了90%以上，更便於攜帶和做大尺寸，北斗導航衛星、移動通訊衛星的大功率通訊都得益於此。經過陳教授團隊的不懈努力，一張織出來的小小金屬網就能大大地助力中國航天事業的發展。
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