▲ 天問一號探測器火星捕獲過程影像（定向天線監視相機畫面）

▲各種氣凝膠材料展示

導熱系數最低的固體

那么在天問一號上又有哪些應用，在探測器“落”和“巡”過程發揮了哪些作用呢？

天問一號一共應用了兩種氣凝膠材料，分別用來應對“極熱”和“極寒”。

“極熱”考驗出現在火星著陸階段，著陸發動機產生的熱量使周圍的溫度達到1200℃，隔熱組件能夠阻隔高溫，僅僅12mm的材料就能夠在整個著陸過程讓它身后的溫度低于110℃。就像消防員身上穿的防火服。

“極寒”考驗出現在火星巡視階段，我們在火星車的表面鋪設了面積約1㎡的氣凝膠板，能夠確保火星車在-130℃的環境正常工作。就像登山運動員身上穿的防寒服。

“極輕”的考驗，為了給火星車減負，讓它“跑”的更快，“跑”的更遠。這里使用的是超低密度的氣凝膠，自身的密度只有15mg/cm3，同等體積下，重量只有鋼的1/500，鋁的1/180，水的1/60。

在空間站的搭建和運行過程中，氣凝膠材料會隨長征五號系列火箭、天舟二號貨運飛船執行運輸任務。

氣凝膠材料在航天領域已經獲得了廣泛的應用，涉及到的航天裝備超過三十個型號，已經遍及低空、高空、臨近空間和深空的各類飛行器。

比如，氣凝膠在長征五號、天舟一號早有應用。在長征五號系列火箭上主要應用于發動機高溫燃氣系統的隔熱。在天舟一號任務中，把氣凝膠做成真空隔熱板安裝在低溫鎖柜中，在飛船中搭建了超級冰箱。

隨著我國大力發展航天事業，傳統的熱防護材料已經無法滿足航天裝備日新月異的需求。這時候航天科工的科研人員從文獻中找到了氣凝膠這樣一種陌生又神奇的材料。通過對技術體系的追蹤和研判，他們敏銳的捕捉到這種前沿材料未來可能會有巨大的應用前景。也就在這個時候，航天科工306所開始自主投入，成為國內最早開展氣凝膠材料研究的單位之一。

整個發展歷程大致可以分為三個階段：

第一個階段是2005～2010年，這是萌發期。這是從0到1的時期，組建團隊、構建試驗室、搭建小試和中試工程裝備，從試驗室的瓶瓶罐罐，到巴掌大的樣品；從第一套敷設了氣凝膠隔熱層的設備艙通過高溫試驗考核，再到隨著航天裝備沖上藍天，306所的氣凝膠材料正式進入了太空。

第二個階段是2010～2018年，這是成熟期。經過了前期扎實的基礎研究，技術團隊已經掌握了氣凝膠結構可控制備和工程應用的全套技術，先后發展了中溫型、高溫型等幾個系列氣凝膠產品，在二十幾型航天裝備上獲得了應用。研究成果先后獲得國家科技進步二等獎、國防技術發明一等獎和中國專利金獎。

第三個階段是2018年到現在，開始進入收獲期。如今氣凝膠研究方向延展出了十幾個分支，擁有完整的自主知識產權體系，成熟產品有二十幾個牌號，遍及國防和民用兩個市場。