“嫦娥鋼”保障“天問一號”實現軟着陸

5月15日，歷經近百天的環火繞行探測後，我國自主研製的火星探測器“天問一號”成功着陸於火星北半球烏托邦平原，“祝融號”火星車與着陸架完成分離後，將對火星表面重點區域進行巡視勘察。由中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所（以下簡稱固體所）研製的新一代“嫦娥鋼”為“天問一號”着陸緩衝機構設計及探測器成功軟着陸作出重要貢獻。

嫦娥鋼是固體所根據我國嫦娥探測器月面軟着陸需求而研製的一種新材料，具有極高的強韌性和吸能性，其延伸率、強塑積等指標國際領先，已相繼保障“嫦娥三號”“嫦娥四號”任務順利實施。在火星探測任務中，除沿用緩衝拉桿以外，首次使用限力杆產品取代了部分進口鋁蜂窩設計，真正實現了我國深空探測器着陸緩衝系統的完全自主化。

迄今為止，人類已經發射了50多個火星探測器，只有18次成功登陸，其探測難度遠高於月球、金星等地外天體。火星着陸過程需從約2萬千米/小時減速至零，整個過程持續時間僅約為9分鐘，着陸過程異常複雜、危險，被稱為“恐怖9分鐘”。

為保障“天問一號”順利度過“恐怖9分鐘”，成功着陸於火星表面，固體所在前期探月工程任務基礎上，研發出新一代嫦娥鋼，通過精細的組織調控和獨特的工藝創新，實現了材料成分不變、吸能性顯著提高的目標，並開發出着陸緩衝機構用拉桿、限力杆兩種緩衝元件，利用該產品突出的強韌性、輕質性和吸能性吸收着陸時的衝擊能，為“天問一號”着陸緩衝機構優化設計及其軟着陸提供了重要支持。

固體所研發團隊在嫦娥鋼基礎以及應用研究方面做了大量拓展性工作，並取得了重要進展：通過成分優化設計與組織調控，開發出高強韌、高吸能、高耐蝕等系列嫦娥鋼，並實現了30噸級合金批量冶煉生產；通過材料組織精準調控，研發出滿足特定要求的抗墜毀直升機起落架緩衝器產品，並通過了工程驗證；開發出基於嫦娥鋼的新型水運橋樑防撞阻尼結構，成功應用於廣東珠海大橋示範工程；基於增材製造及精密鑄造技術，研發出高比強、高吸能嫦娥鋼點陣結構，後續將在載人航天任務中發揮重要作用。