天问二号：探索宇宙的新征程
2025 年 5 月 29 日 1 时 31 分 ，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，成功将行星探测工程天问二号探测器送入预定轨道 ，发射任务取得圆满成功！这标志着中国首次小行星探测与采样返回之旅顺利开启，我国深空探测又迈出了关键一步。
天问二号主要任务目标是对小行星 2016HO3 进行探测、取样并返回地球，此后再对主带彗星 311P 开展科学探测。小行星 2016HO3 是地球的一颗 “准卫星”，稳定运行于地球轨道附近，公转周期与地球公转周期接近，很有可能保留着太阳系诞生之初的原始信息 ，对研究太阳系早期物质组成、形成过程和演化历史具有极高科研价值。主带彗星 311P 是运行于火星与木星轨道之间小行星带中的小天体，同时具有传统彗星的物质构成特征和小行星的轨道特征，对其开展探测，有助于填补太阳系小天体研究领域的空白。
金属所材料器件：幕后英雄
在天问二号探测器的背后，有一群默默奉献的幕后英雄 —— 中国科学院金属研究所研制的材料器件 。这些材料器件应用于天问二号探测器的关键部件，为探测器的成功发射和运行提供了坚实保障。
金属所金属基复合材料课题组研制的铝基复合材料，应用于天问二号探测器的天线、光学仪器等关键部件中 。铝基复合材料是以金属合金为基体、陶瓷或无机非金属为增强体，通过专有复合工艺把基体和增强体复合形成的新材料 。其既保持金属基体的优势，又能发挥增强体的特点，相较于单一基体合金，具有高比强度、高比模量和耐疲劳等优异性能，满足了天问二号探测器在复杂太空环境下对材料性能的严苛要求。
材料摩擦与航天热控服役课题组研制的 10N 铠装加热器，则应用于天问二号探测器的 10N 双组元推力器中 。10N 铠装加热器能够在寒冷的太空中为推力器提供温暖保护，确保其在极端温度条件下正常工作，为天问二号探测器的推进系统提供了可靠的热控支持。
铝基复合材料：关键部件的 “钢筋铁骨”
天问二号探测器的天线和光学仪器等关键部件，都离不开铝基复合材料的支持。天线作为探测器与地球通信的重要工具，需要具备高稳定性和可靠性 ，能够在复杂的太空环境中准确地接收和发送信号。光学仪器则是探测器的 “眼睛”，用于观测和分析小行星和彗星的特征，对材料的精度和稳定性要求极高。
铝基复合材料的高比强度和高比模量，使其能够在保证结构强度的同时，减轻部件的重量，为探测器的轻量化设计提供了可能 。在太空探索中，每减轻一克重量，都能为探测器节省更多的能源，增加其工作效率和寿命。同时，铝基复合材料的耐疲劳性能，也能够保证部件在长期的太空飞行中，承受各种力学载荷和环境因素的影响，确保探测器的安全运行。
10N 铠装加热器：推力器的 “温暖护盾”
在天问二号探测器的推进系统中，10N 铠装加热器发挥着不可或缺的作用 。10N 双组元推力器是天问二号探测器的重要动力源，负责在探测器飞行过程中提供精确的推力，实现轨道调整、姿态控制等关键任务 。然而，太空环境极其恶劣，温度变化范围极大，在远离太阳的深空区域，温度可低至零下 200 多摄氏度 。在这样的低温环境下，推力器中的推进剂可能会凝固，导致推力器无法正常工作 。
10N 铠装加热器的出现，为推力器解决了这一难题 。它采用了特殊的材料和结构设计，能够在极端低温环境下快速升温，为推力器提供稳定的热量，确保推进剂始终保持液态，保证推力器的正常运行 。10N 铠装加热器的工作原理是通过电流通过电阻丝产生热量，将热量传递给推力器外壳，从而加热推进剂 。其具有加热速度快、温度均匀、可靠性高等优点，能够在短时间内将推力器的温度提升到合适的范围 。
技术突破与创新：智慧结晶
金属所在材料器件的研发过程中，并非一帆风顺，而是面临着诸多技术难题和挑战 。为了满足天问二号探测器对材料性能的严苛要求，科研团队们付出了巨大的努力，进行了无数次的实验和优化 。
在铝基复合材料的研发中，科研团队通过对材料成分和制备工艺的精细调控，成功解决了增强体与基体之间的界面结合问题，提高了材料的综合性能 。他们采用了先进的粉末冶金工艺，将金属基体和增强体均匀混合，通过高温烧结和热挤压等工艺，使增强体均匀分布在基体中，形成了稳定的复合材料结构 。同时，科研团队还对材料的热处理工艺进行了优化，进一步提高了材料的强度和韧性 。
10N 铠装加热器的研发同样充满挑战 。科研团队需要在保证加热器性能的前提下，实现小型化和轻量化设计 ，以满足推力器的空间和重量限制 。他们通过对加热器的结构设计和材料选择进行创新，采用了新型的绝缘材料和加热元件，大大减小了加热器的体积和重量 。同时，科研团队还对加热器的控制系统进行了优化，实现了温度的精确控制和快速响应 。
这些技术突破与创新，不仅体现了金属所科研团队的智慧和努力，也为我国航天材料领域的发展做出了重要贡献 。它们是无数个日夜的坚守和钻研的成果，是对科学精神的最好诠释 。
展望未来：探索宇宙的无限可能
金属所材料器件在天问二号探测器中的应用，是中国航天事业发展的一个缩影 。它们见证了中国航天从无到有、从弱到强的伟大历程，也为中国航天未来的发展奠定了坚实基础 。
随着航天技术的不断进步，中国航天将继续迈向更遥远的深空，探索宇宙的奥秘 。金属所也将继续发挥在材料领域的优势，不断创新，为中国航天提供更多高性能、轻量化的材料器件 。相信在不久的将来，我们将看到更多由金属所材料器件助力的航天任务取得圆满成功，中国航天也将在宇宙中留下更多属于自己的印记 。让我们共同期待中国航天的未来，期待人类对宇宙的探索能够取得更多的突破和发现！