4月23日是第五個“中國航天日”,備受關注的中國首次火星探測任務名稱、任務標識在2020年“中國航天日”啟動儀式上公佈。
繼月球探測任務命名為“嫦娥系列”後,國家航天局正式發佈中國首次火星探測任務名稱、任務標識,行星探測任務命名為“天問系列”,以“攬星九天”作為工程的圖形標識,中國首次火星探測任務名稱為“天問一號”。
“天問”源自於中國詩人屈原長詩《天問》,表達了中華民族對真理追求的堅韌與執著,體現了對自然和宇宙空間探索的文化傳承,寓意探求科學真理征途漫漫和追求科技創新的永無止境。
星空浩瀚無比,探索永無止境,作為現代科學技術的結晶,航天技術對各種科學領域提出更高的要求,對促進這些科學技術的不斷進步發揮著重要作用。在這些科學領域中,紡織科技為航天提供了新型、優質的功能性航天材料,目前航天用的紡織材料,根據用途可分為機體構造材料、艙內裝飾材料、個體防護材料等等。
機體構造材料
火箭、導彈、衛星、飛船上用的紡織材料,它是以紡織品為主的纖維增強型複合材料。
其中主要是碳纖維複合材料,這種材料的特徵是高溫環境下具有高比強度、高比模、耐高溫、耐燒蝕、耐衝擊和化學穩定性好的優點,如碳纖維複合材料的比模量比例比鋼和鋁合金高五倍,強度高三倍,因而在航天領域被廣泛用作人造衛星支架、衛星天線、航天飛機用的機翼、固體火箭發動機的噴管、戰略導彈的末級助推器、載人飛行器和火箭導彈的鼻錐、機器人的外殼等等。
碳纖維複合材料作為宇宙飛船部件的結構材料和熱防護材料,它不僅可以滿足苛刻的環境要求,而且可以大大減輕部件的質量,提高有效載荷、航程和射程。飛船質量減輕1千克,就可以使運載火箭減輕500千克。又如使用CC複合材料作導彈鼻錐時,除了質量減輕之外,其燒蝕率低、燒蝕均勻,從而明顯提高導彈實防能力和命中率。
艙內裝飾材料
在飛船的返回艙和軌道艙內用的紡織材料,主要是各種
耐燃、防靜電的紡織品。個體防護材料
宇航員和地勤人員的各種防護裝備,如宇航服,它分為艙內航天服和艙外航天服兩種。艙內航天服是航天員在航天器(飛船、空間站、航天飛機)內穿的航天服,它只要求防低壓、防缺氧、耐高溫和低溫,結構較簡單,對材料要求不太高。艙外航天服是航天員出艙,在太空環境下活動所穿的航天服,它必須提供壓力、熱量、微流量體的防護、氧氣、冷卻水、飲用水、二氧化碳收集、電力和通信等功能,結構複雜,要求極高,
它是至今為止要求最高、最昂貴的服裝,其防護功能相當於飛船,要保護航天員免受熱、冷、化學品、微流體、壓力波動等危害,確保航天員的生命安全。宇航服是一種結構複雜的組合套裝,服裝本體各層的特點是:
1、內衣 要求柔軟、舒適、富有彈性、吸溼透氣、不粘皮膚、不影響生理指標的醫學監護、不影響活動,選用純棉或棉麻紡織品。
2、通風層 有三類要求
①保護人體65%~75%的面積,有新鮮空氣流通,並能帶走人體散發出來的熱量和溼氣;
②通風層結構柔軟而富有彈性;
③通風管阻力要小,它是由聚氯乙烯和棉織成。
3、保暖層 要求材料的保暖性好、柔軟、質輕、阻燃、有彈性、不吸水,一般採用經特種整理的羊毛製品或合成纖維製成。
4、氣密限制層
①保持宇航員身體周圍有一定氣壓;
②保障人體活動自如;
③加壓情況下具有一定的外形和容積,能保證與坐姿和座椅形狀一致;
④具有高的氣密性,漏氣量小於250毫升/分;
⑤穿脫方便,氣密層採用錦綸基布塗聚氨酯或氯丁橡膠,限制層採用聚酰胺纖維、聚四氯乙烯纖維或芳綸形成。
5、水冷服
以水為介質通過特製的導管沿人體表面流動,把人體熱量帶走,達到降溫的目的,水冷服流出的水經生命保障系統降溫後再進入水冷服,循環利用,以保障熱平衡,使人體感到舒適,其結構是錦綸織物上固定內徑為1.5-3毫米,壁厚0.5-1毫米的乙烯乙酸酯的供水管,需要20-80根,管道總長80-120米。沿身體和四肢表面排列,通常水冷服與通風服聯合使用,已達到供氧、排水、通風和散熱的最佳效果。
航天員身穿水冷服進入低壓艙培訓
6、隔熱層
僅限於艙外航天服使用,其作用是防止過冷或過熱,由五層材料構成,各層材料為塗鋁聚酯或聚酰亞胺稀織物增強薄膜。它能耐-118℃→+113℃的外界溫度,而在宇航服內保持10-43℃。
7、防微流量體/防撕裂層 它是宇航服的最外層,要求是:
①耐高溫和低溫,有一定阻燃性;
②耐輻射;
③耐臭氧;
④耐速壓;
⑤耐真空和耐宇宙空間的不利因素(如微粒流、雷電等)的影響;
⑥織物表面要光滑、平整、阻力小;
⑦重量輕延長率低,主要材料是合成纖維織物,如芳綸纖維織物或聚四氟乙烯纖維織物。
印染在線在此致敬每一位中國航天人,正是他們前仆後繼為祖國科學事業的發展奉獻自己的力量,我們的航天事業才能蓬勃發展、蒸蒸日上。更多行業動態,敬請關注【印染在線】
來源:人民網、機械委 潘進安 線帶繩委 潘頌文