全球首次,登陆月球背面!嫦娥四号代表中国制造开创历史

2019年1月3日上午10点26分,“嫦娥四号”平稳降落在月球背面的南极艾特肯盆地预定目标。这是中国人在科技领域实现又一个第一次——人类探测器首次在月球背面软着陆。

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落月后,通过“鹊桥”中继星的“牵线搭桥”,嫦娥四号探测器进行了太阳翼和定向天线展开等多项工作,建立了定向天线高码速率链路,实现了月背和地面稳定通信的“小目标”。

11时40分,嫦娥四号着陆器获取了月背影像图并传回地面。这是人类探测器在月球背面拍摄的第一张图片。

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这是中国探月工程“绕、落、回”计划的第二阶段,也是继5年前的嫦娥3号任务成功完成之后我国深空探测史上的新篇章。

在这次嫦娥4号的“奔月之路”中,3D打印技术也助力中国制造,发挥越来越大的作用。

中继星“鹊桥”的3D打印铝合金结构件

由于探测器在月球背面无法直接实现与地球的测控通信和数据传输,所以月球背面一直没有留下人类探测器的“脚印”。2018年5月21日,一颗连通地月的中继卫星“鹊桥”发射成功,随后于6月14日进入使命轨道,为“嫦娥四号”月球背面着陆勘察提前架好了信息之桥。

嫦娥四号中继星上面不乏首秀太空的新产品,其中就包含中国航天科技集团五院529厂采用3D打印技术研制的多个复杂形状铝合金结构件。

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嫦娥四号探测器巡视器(左)、着陆器(右)、中继星“鹊桥”(上)示意图

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中继卫星“鹊桥”

这些3D打印产品全部采用拓扑优化构型,通过与轻量化设计技术的结合,零件重量大幅降低,承载比大幅提升,3D打印的技术优势得到了充分发挥。

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作为先进制造技术的重要发展方向之一,3D打印技术一直倍受529厂关注。

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529厂3D打印产品

该厂先后完成了铝合金、钛合金等材料选区激光熔化成型工艺鉴定,并顺利通过院级评审,突破了以激光选区熔化冶金质量控制与组织性能调控、复杂形状结构件尺寸精度与变形控制等为代表的多项关键技术,获得了激光选区熔化成型技术的上星许可。

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嫦娥四号中继星“鹊桥”奔向月球示意图

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中继星“鹊桥”成功实施轨道捕获控制

嫦娥四号中继星的成功发射和入轨运行,标志着该厂3D打印技术和产品首次实现飞行验证,首次获得在轨应用。

未来建立月球基地

登月的最终目的是开发利用月球的资源,而前提就是要建立月球基地。核心关键就是充分利用月球本地的资源,环境,快速建设一座城市。将需要发射到月球上的物资设备量降到最低。

月球表面土壤固结性很差,需要固结才能变成建筑结构材料。月球表面水非常少,不可能利用水合作用作为固结方案。简单的方法是直接烧结。由于月球表面是真空,阳光非常好,能量密度高,而且散热条件很差,因为没有空气对流,所以可以直接利用反光板聚焦,将月球土壤融化固结。融化的土壤也可以作为粘接剂,切割大块岩石粘合。切割采用激光切割。月球表面太阳能发电效率很高,激光只需要用电,没有别的材料消耗。月球表面也没有空气耗散激光,激光器可以远距离工作,切割或加工大范围的材料。

月球重力小,就可以很容易地树立非常大面积的反光板,再加上散热条件差,也就是保温好,可以大面积地融化月球土壤,固结土地,平整地面,或者用模具或3D打印制作建筑构件。融化后的月球土壤岩浆,可以用耐高温金属管道抽送到任何一个地方铸造或3D打印各种结构。既可筑路,也可以盖房子。

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文章来源:蜂鸟3D打印

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