作者:张双虎 来源:中国科学报 发布时间:2023/8/29 14:00:34
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为世界首颗高轨卫星“编织”天线关键材料

 

近日,国家航天局发布消息,我国发射的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”。其中,由东华大学纺织学院教授陈南梁团队创新开发的“极细金属单丝网状织物‘微张力’编织技术”,为该卫星大型可展开天线“编织”了新型超轻反射面材料。

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陈南梁团队在工作。科研团队供图

作为世界首颗进入工程实施阶段的高轨SAR卫星,陆地探测四号01星突破多项关键技术,不但看得广、看得细,还能做到看得快,分辨率更高,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。

要让高轨卫星在浩瀚的宇宙中看得广、看得细、看得快、看得清,卫星天线至关重要。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”。

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”3种看似不可兼容的特性,陈南梁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。

星辰大海承载远大梦想,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”,陈南梁科研团队一直坚守着纺织人的“初心”,接下了一个个航天项目,为国家重大战略推进贡献了纺织人的力量。

 
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