吴岩 科技日报记者 刘志伟 通讯员 刘弋
5月17日，记者从武汉纺织大学获悉，该校徐卫林教授带领团队研制的“火星探测器耐高温弹性密封装置”，为探测器姿态调整提供了重要保障，助力“天问一号”成功登陆火星。
该装置由中国航天科技集团第五研究院委托武汉纺织大学研制。2019年初，徐卫林团队接到紧急任务，紧急攻关14个月，圆满完成任务。
徐卫林介绍，探测器在火星表面软着陆所用的9分钟被称为“魔鬼9分钟”，风险很大、技术难度很高。当探测器抛掉大底和背罩，露出着陆平台和火星车时，大推力发动机开始工作，探测器观察地面，寻找最安全的具体着陆地点，此时，巡视器上12台姿控发动机配合主发动机起到减速和姿态调整作用。
“‘火星探测器耐高温弹性密封装置’就装配在姿控发动机喷口尾管和导流锥管连接处，阻隔、密封姿控发动机喷口产生的1500℃高温，保障姿控发动机喷口尾管和导流锥管的弹性连接。”徐卫林说。
这意味着该装置既需耐超高温，又要具备良好的弹性。而在此之前，它还要被长期压缩——12台姿控发动机在着陆过程中，按照智能化程序设置，根据姿态调整需要，间歇式独立工作累计时长约2-3分钟，“火星探测器耐高温弹性密封装置”材料要能耐受发动机此时1500℃高温火焰冲刷。同时，该装置在姿控发动机间歇式工作期间，需要在高温环境下，弹开压缩不断循环交替时始终保持密封。
研制期间，材料选用成为团队的首要技术难题。当时，市面上不存在经1年长期压缩后，既耐1500℃高温火焰短时冲刷，又能保证100%回弹性的材料。
团队查阅大量文献，尝试多种方案和实验后发现，有机材料均无法满足此功能，只能选用无机材料，但无机材料在高温条件下无法保证100%的回弹性。
此时，团队创新性提出将隔热与弹性功能分离的设计方案，使用特种无机纤维材料与金属材料复合编织，保证装置稳定性，同时采用波形弹簧有效解决100%稳定回弹难题，最终达到所要求的技术指标。
“我们非常珍惜每一次难得的机会，只要是我们接手的任务，必须全力以赴！” 团队负责人徐卫林说，异形三维纺织制品的成型是世界性技术难题，团队在材料编织过程中同样遇到了瓶颈，无机纤维材料和金属材料难以混编，且无经验可循，于是团队“量体裁衣”，自制模具，配合手工编织，一举攻克。
据悉，此次并非武汉纺织大学首次参与国家重大航天项目。去年，嫦娥五号成功登陆月球，在月面所展示的中国国旗，也由该校研发。
（文中图片均由受访单位提供）
