国家航天局近日发布消息,我国成功发射世界首颗高轨合成孔径雷达卫星(SAR)——陆地探测四号01星,大型环形合成孔径雷达天线已成功展开,卫星正式“上岗工作”。
怎样才能让卫星既看得广、看得细,又看得快,看得清?卫星天线的研发至关重要。
护航卫星飞天,由东华大学纺织学院陈南梁教授团队创新开发的“极细金属单丝网状织物‘微张力’编织技术”,为卫星大型可展开天线“编织”新型超轻反射面材料,服务国家航天事业。
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啃起科研“硬骨头”,打破“看似不可兼容”
陆地探测四号01星“站得高、看得广”,卫星单次成像覆盖面积近1/6个中国,并且兼顾普查模式和精细模式,除了看得广、看得细、盯着看,还能做到看得快,分辨率更高,看得“小而精”,统筹兼顾多地灾情,其应急模式可以支撑多地灾害同时发生情况下的监测需求。
怎样才能让卫星既看得广、看得细,又看得快,看得清?卫星天线既要满足重量轻,方便卫星携带升空,还要展开口径大,满足信号接收需求,更要具备一定的强度以保证卫星在恶劣的太空环境下“生存”。
同时,陆地探测四号01星装载的大口径环形展开反射面是目前我国口径最大、结构最复杂、展开环节最多、研制周期最长的天线。
为了让其兼具“轻”“大”“强”这三种看似不可兼容的特性,陈南梁教授团队啃起了这块科研“硬骨头”。
他们在前期研究基础上,创新开发了“极细金属单丝网状织物‘微张力’编织技术”,为该星大型可展开天线提供了新型超轻反射面材料。
据团队骨干、蒋金华教授介绍,之前应用在北斗等卫星上的星载天线金属网选用的是金属钼丝原料,极细金属钼丝柔软,但强度不够,通常采用并线合股来提高整体强度。为了进一步降低材料重量增加反射面面积,此次团队直接采用极细金属钼单丝进行编织。
团队科研人员与常德纺织机械有限公司合作,摒弃传统网状经编织物编织思维定式,创新研发了“微张力”经编网状织物编织新技术及装备,极大地减轻了新型天线反射面重量,形成的环形大天线展开面积接近一个篮球场地的面积,极大地提高了高轨卫星可展开天线反射面面积和通讯能力。
先进纺织科技,助力中国人“上天揽月”“下洋捉鳖”
据悉,这颗卫星创新突破多项关键技术,能够对我国本土及周边区域进行全天候、全天时的观测,服务防灾减灾与地震监测、国土资源勘察以及海洋、水利、气象、农业、环保、林业等行业应用需求,是我国目前行业用户最多的遥感卫星。未来投入使用后,将进一步完善我国天基灾害监测体系,丰富我国重点区域观测手段,全面提升我国防灾减灾救灾综合水平。
如今,现代纺织已经不再是传统意义上的“穿衣织布”,纺织智造已然呈现“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”的新图景,服务国家重大战略。
从助力“天宫一号”“天宫二号”成功飞天的太阳能帆板“玻璃翅膀”,到研发北斗导航、“鹊桥”中继卫星的“星载天线金属网”,陈南梁团队一直坚守着纺织人的“初心”,接下了一个个航天项目。
正是在一代代纺织科学家们的助力下,一次次飞天梦想实现,不断刷新着中国人的飞天高度。
作者:蒋金华 储舒婷
编辑:吴金娇
责任编辑:姜澎
图片来源:受访方供图