長達十幾天的月夜，溫度低至-180℃。隨“嫦娥三號”登上月球的“玉兔”號月球車正在休眠，助其抵御嚴寒的，是上海科學家為它精心研制的特殊“外衣”。

       昨天，記者從中科院上海硅酸鹽研究所了解到，為了讓“嫦娥”、“玉兔”順利登月并開展工作，科研人員研制了至少十幾種高技術材料和組件。

       神奇的耐高溫“裙子”

       “玉兔”銀光閃閃的“外衣”其實猶如一件“百衲衣”，由一塊塊不同的涂層材料拼接而成。中科院特種無機涂層重點實驗室于云研究員介紹，每一塊都是根據“玉兔”身上相應器件的溫度控制要求，量身定制的。

       在奔月、巡月的過程中，“嫦娥”、“玉兔”要經歷種種極為嚴苛的考驗。比如，著陸器7500N發動機點火后溫度超過1200℃，但緊鄰其旁的電子元器件超過150℃就會報廢。為此，科研人員給發動機精心“編織”了一條神奇的耐高溫“裙子”—他們采用多層隔熱材料，制作成具有高溫低熱導率的特殊“布料”，發動機“穿”上后再點火，“裙”外溫度始終沒超過100℃，保證了“嫦娥”安全著陸。

       太陽電池陣很脆，發射過程中必須緊緊貼在一起，避免因滑動而碎裂，但一旦到達月面，又得在低溫下輕松展開，不能被“凍”得粘住。為同時做到這兩點，上硅所的科學家專門研制了一種高摩擦、抗冷焊的涂層。

       為讓“玉兔”自由漫步，科學家給它專門研制了各種溫控涂層材料，有了它們，“玉兔”上的移動機構、電機等，在炎炎烈日下一點也不怕熱，恰似閑庭信步。此外，太陽板表面、打開太陽板的機械臂，乃至桅桿、支架，都有專門涂層，確保它們在月球上的任何溫度下，都能順利工作。

       其它部件亦是如此。在奔月途中，“嫦娥”的姿態軌道控制發動機頻繁工作，噴管內壁基材容易氧化、變形，科學家為它涂上高溫抗氧化涂層，確保它“身姿挺拔”；有些儀器怕冷又怕熱，科學家就用類似熱水瓶膽的真空隔熱層，用多層柔性隔熱材料將它緊緊包裹起來，實現與外界的熱隔離；對怕熱的儀器，則采用只散熱、低吸熱的材料或涂層來保護。

       紅外相機“眨眼”有訣竅

       在“玉兔”胸前紅旗的正下方，首次升空的“紅外眼”—紅外成像光譜儀，引人注目。它“眨眨眼”就能對月球表面進行成像與成分分析。誰來控制它“眨眼”？是一個高性能超聲電機。

       這是我國首次將該技術用于航天工程。超聲電機身材小，卻本領十足。它重量只有46克，約是同等傳統電機重量的1/10，且驅動簡單，響應時間只需幾個毫秒，低轉速能使相機蓋子的開合動作變得緩慢。壓電陶瓷是超聲電機的“心臟”，組織研制該超聲電機用新型壓電陶瓷的董顯林研究員介紹，上硅所的壓電陶瓷性能優越，保證了超聲電機電力強勁，并能經受月球大的溫差。據悉，此次在“玉兔”上取得成功后，超聲電機技術還有望繼續應用在“嫦娥五號”以及其他人造衛星上。

       “紅外眼”負載著二氧化碲聲光晶體，能快速響應，搜集不同波段的光譜信號，從而探測到不同礦物成分。而生長大尺寸、高質量的二氧化碲聲光晶體，則是上硅所的“獨門秘籍”。研究人員透露，二氧化碲聲光晶體會繼續在“嫦娥五號”的載荷上發揮作用，光譜探測將擴大到更寬波段范圍，以期用多幅掃描成像技術提供多角度、全景式圖像。

       陶瓷反射鏡首次用于深空探測

       “嫦娥三號”搭載的有效載荷之一—月基光學望遠鏡會隨著月球自轉“巡天”。而幫助它“巡天”的是一種特殊的陶瓷材料。

       該材料研發團隊的劉學建研究員介紹，他們這次為月基光學望遠鏡研制提供了高致密特種陶瓷材質的反射鏡，“該陶瓷材料熱導率高，傳熱非常快，當環境溫度變化時，整個鏡面會很快達到同一溫度。此外，該材料熱膨脹系數低，即使在經受溫度變化時，因熱脹冷縮引起的變形也微乎其微，這保證了反射鏡的成像質量。”他說，對任何望遠鏡而言，反射鏡的熱穩定性都至關重要。

       劉學建表示，經過30多年的發展，我國關于此材料的制備技術已獲突破，材料致密度高達99%以上，光學質量高，熱穩定性好，已成為空間光學系統輕質光學反射鏡的優質材料。這次是陶瓷反射鏡首次用于深空探測，在近紫外譜段工作，可獲得在地球無法獲得的觀測數據。