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科学岛研制高性能金属减振器助力“5米光学卫星02星”实现高精文章来源:中国科学院合肥物质科学研究院 发布时间:2021-12-30

12月26日,长征四号丙运载火箭携载“5米光学卫星02星”(资源一号02E星)成功发射。中科院合肥研究院固体所研制的高性能金属减振器继成功应用于“高分七号”后,再一次作为重要减振件登上“5米光学卫星02星”,助力对陆资源调查监测。

  “5米光学卫星02星” 是《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》中的一颗业务星,属于中等分辨率遥感业务卫星,主要用于开展陆地资源调查监测,为相关国土资源的调查、监测、监管和产能监控等主体业务提供国产数据支持。对地可获取优于5米全色、10米多光谱以及30米高光谱图像数据,形成具有中等空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率的陆地资源遥感观测能力。 

  针对高分卫星中控制力矩陀螺(CMG)在火箭发射和在轨运行中存在的强振动冲击损伤和微振动干扰等难题,高阻尼材料研究团队在固体所创始人葛庭燧院士发现并提出的晶界内耗研究基础上,基于“高密度孪晶界面运动耗能”的高阻尼材料设计原理,研制了兼有金属刚性和橡胶高阻尼特性的微振动敏感型减振合金,并在航天五院总体部相关专家的设计指导下,成功将其设计研制为满足卫星CMG减振、支撑等多功能一体化减振构件,在卫星服役工况下可满足90%以上振动能抑制需求。 

  基于高阻尼合金在“高分七号”中的成功应用,2020年3月,“5米光学卫星02星”高阻尼减振器研制任务正式启动时,确定该星中的全部3套CMG全部采用高阻尼金属减振方案,以实现CMG减隔振100%覆盖。在项目执行中,高阻尼材料研究团队通过多次技术方案论证和优化,基于前期建立的相对完善的高性能产品材料工艺标准和严格的质量控制体系,顺利完成了全部3套CMG减振器的研制生产任务,全部减振器正样(共计12件)于2020年6月一次性交付并顺利通过专家评审和验收。

  未来,研究团队将在高标准完成已承担的航天任务基础上,结合高分卫星、深空探测和载人航天等更高减振需求,保持现有研究优势,持续拓展具有高强韧、极低温、宽温域、宽频谱等综合特性的新型高阻尼材料研究,为满足我国航天领域针对关键减振材料的多方位需求做出努力和贡献。

 

图1. CMG多功能一体化减振构件  

图2. 高阻尼材料研究团队