項目科研人員。中科院上海硅酸鹽研究所供圖
中新網(wǎng)上海1月8日電 (記者 鄭瑩瑩)當(dāng)今世界，各國競相研究高分辨率的空間遙感衛(wèi)星，比如美國一些高分辨率的衛(wèi)星，能“看”到地面上一張報紙的大字標題。而要提高衛(wèi)星的分辨率，大口徑、長焦距、輕型的空間相機是關(guān)鍵。
中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所董紹明研究員領(lǐng)銜的“大型高穩(wěn)定輕量化C/SiC整體結(jié)構(gòu)成套制備技術(shù)及空間遙感應(yīng)用”項目，8日獲得2017年度國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎，其實質(zhì)就是：用新材料造就“輕空間相機”。
要打造“看得清又很輕”的空間相機，讓天上衛(wèi)星“拍到好照片”，需要相機的光學(xué)支撐結(jié)構(gòu)大、輕，還要高穩(wěn)定；也就是在承受振動和溫度波動時，米級光學(xué)支撐結(jié)構(gòu)的尺寸變化要穩(wěn)定在幾個微米以內(nèi)，即頭發(fā)直徑的十分之一左右。
“光學(xué)系統(tǒng)容不得半點偏差，如果有將近百萬分之一的變化，這個相機就無法正常工作”，項目第一完成人董紹明在上海受訪時說。
受材料熱脹冷縮和吸濕膨脹等因素影響，常規(guī)材料加工而成的光學(xué)支撐結(jié)構(gòu)在空間環(huán)境應(yīng)用時尺寸變化較大，嚴重時還會造成空間相機難以成像。2005年前后，董紹明意識到“碳化硅基復(fù)合材料”的應(yīng)用潛力，布局了相應(yīng)的研究方向。
經(jīng)過多年攻關(guān)，團隊在中國國內(nèi)率先開展了“碳化硅基復(fù)合材料”光學(xué)支撐結(jié)構(gòu)的研發(fā)，并在關(guān)鍵技術(shù)和工程化應(yīng)用方面取得多項重大創(chuàng)新和突破。
目前，該項目已成功應(yīng)用于“高分二號”、“高景一號”衛(wèi)星，并為系列在研型號研制了6類大型、高穩(wěn)定、輕量化“碳化硅基復(fù)合材料”光學(xué)支撐結(jié)構(gòu)。
“碳化硅基復(fù)合材料”已發(fā)展成為中國高分辨空間遙感相機光學(xué)支撐結(jié)構(gòu)最重要的候選材料之一。應(yīng)用于中國高分專項某型號衛(wèi)星的“碳化硅基復(fù)合材料”鏡筒，與傳統(tǒng)殷鋼支撐結(jié)構(gòu)相比減重50%，相機結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提高1倍，成像響應(yīng)時間縮短1倍，助力中國衛(wèi)星成像分辨率首次達到亞米級。另外，項目整體技術(shù)達到國際先進水平，其中開發(fā)的大尺寸、一體化加強筋碳化硅基復(fù)合材料支撐結(jié)構(gòu)制備技術(shù)為國際首創(chuàng)。
董紹明透露，項目目前已建立了集構(gòu)件設(shè)計、制備、加工、檢測等于一體的陶瓷基復(fù)合材料支撐結(jié)構(gòu)研發(fā)平臺，且各項發(fā)明成果成功轉(zhuǎn)化，帶來了可觀的經(jīng)濟效益。
與發(fā)達國家相比，中國高分辨率空間遙感技術(shù)仍存在一定的差距。隨著《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》中高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項的持續(xù)推進，中國高分辨空間遙感事業(yè)進入了高速發(fā)展期。大量高分辨率遙感衛(wèi)星的研制，正給“碳化硅基復(fù)合材料”支撐結(jié)構(gòu)的應(yīng)用推廣提供良好機遇。
來源：中國新聞網(wǎng)
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