2020年7月23日，“天问一号”探测器正式开启火星探测征程，目前已累计飞行258天，完成火星环绕工作，计划于今年5月至6月择机实施火星着陆，开展巡视探测。由于火星表面温度最低可达零下123℃，“天问一号”探测器如何适应极寒气候？此外，火星着陆阶段由发动机产生的高达上千度的高温，如何保证周边电子元器件正常工作？

“天问一号”火星探测器中，使用了我国独立自主研发的多项“黑科技”，其中，火星车使用的热控材料是新型隔热保温材料——纳米气凝胶，它将分别用来应对“极热”和“极寒”两种严酷环境，并且超轻特性极大地减小了火星车的负担，让它跑得更快，跑得更远。

气凝胶材料的超轻特性

纳米气凝胶在“天问一号”上是如何运用？在探测器“落”和“巡”过程发挥了哪些作用？

柳晓辉：选择这种材料一是因为它在密度、耐温性能和隔热性能等方面有先天的优势，二是它能够通过微观结构的调控，实现性能的差异化，把某一方面的性能优势进一步发挥到极致。

因轻若薄雾,颜色泛蓝,又被称为“蓝烟”,是世界上最轻的固体。

“天问一号”一共运用了两种气凝胶材料，分别用来应对“极热”和“极寒”。

“极热”考验出现在火星着陆阶段，着陆发动机产生的热量使周围的温度超过1000℃，气凝胶材质的隔热组件能够阻隔高温，仅仅10mm左右厚度的材料就能够在整个着陆过程让它身后的温度处于可接受的范围，就像消防员身上穿的防火服。

“极寒”考验出现在火星巡视阶段，我们在火星车的表面铺设了大面积的气凝胶板，能够确保火星车在-130℃的环境正常工作，就像登山运动员身上穿的防寒服。这种材料本身密度极低，这是为了给火星车减负，让它“跑”得更快，“跑”得更远。

气凝胶材料首先应用于在长征5号运载火箭上发动机高温隔热燃气系统，护送“天问一号”顺利飞天。在“天问一号”火星着陆阶段，仅仅10mm左右厚度的耐高温气凝胶作为一道隔热屏障，使工作平台丝毫不受发动机产生的上千度高温影响。而在火星巡视阶段，火星车表面的超低密度气凝胶材料又作为超级防寒服，确保探测车在-130℃的极寒环境下正常工作。此外，我们的中温型、高温型系列气凝胶产品更是在国防武器装备舱体防热等领域实现了成熟的工程化应用。

目前气凝胶相关制品在民用市场已普遍使用，比如工业化工设备管道、建筑节能、新能源汽车、防火服装等领域均有应用。