月面极端环境下基于气凝胶的微型探测机器人多系统材料与隔热结构设计

C****0000其他研究和试验开发服务

1．技术服务的目标： 以气凝胶材料为核心，完成月面微型探测机器人多系统（动力、电子、能源、测控数传、生命保障、载荷）材料适配设计，研发气凝胶基复合隔热结构，确保机器人在月面超真空、极端温差、强辐射、月尘侵蚀环境下，稳定工作3个月球日（约90个地球日），满足整器轻量化、高可靠性及各系统协同运行要求。 2．技术服务的内容： （1）气凝胶专项设计：包括氧化铝/二氧化硅气凝胶的选型、石墨烯增强/红外遮光剂掺杂改性，气凝胶与金属薄膜复合隔热结构的参数优化（层数、厚度、支撑结构等）及成型工艺设计；（2）多系统材料适配：结合气凝胶特性，优化机器人动力机构、综合电子、能源、测控数传、生命保障、载荷等多系统的材料选型，确保气凝胶与各系统材料（铝合金、钛合金、陶瓷等）的热膨胀匹配、力学兼容及功能协同；（3）隔热结构集成：将气凝胶复合隔热结构集成于电子舱、仪器舱、能源模块等关键部位，设计气凝胶与其他隔热材料（相变材料、多层隔热膜）的协同工作方案；（4）性能测试与验证：开展气凝胶及复合结构的热导率、密度、机械强度、抗辐射性、防月尘附着等关键指标测试，进行月面环境仿真模拟实验及多系统集成适配测试。 3．技术服务的方式： （1）采用“调研-设计-仿真-实验-优化-集成”的闭环流程，结合文献调研、仿真模拟（例如热传导、结构力学、热固耦合与辐射防护仿真）、实验室原型制作（例如材料合成与飞秒激光加工）与性能测试；（2）阶段召开技术沟通会，同步交流项目进展。 3．技术服务进度： （1）T0+ 12个月：完成最终原型制作、整体性能验证，提交完整技术成果及验收资料 ； 4．技术服务质量要求：（1）气凝胶核心指标：热导率≤0.02W/(mK)（真空环境），密度≤0.1g/cm3，耐温范围-190℃~150℃，抗拉强度≥0.3MPa，抗月尘附着率≥80%；（2）复合隔热结构：气凝胶+金属薄膜结构的等效热导率≤0.015W/(mK)，经100次冷热循环（-190℃~150℃）后无开裂、分层等失效现象；（3）月夜期间保温指标：在0.5W的热功率的条件下，维持电系统平台平均温度≥20℃；在0.2W的热功率的条件下，维持电系统平台平均温度≥-39℃；（4）多系统适配：气凝胶集成后不影响机器人其他部件功能，整器质量≤5kg，各系统材料协同满足机械强度、抗辐射、低出气等航天标准 ; 5．技术服务质量期限要求： 交付的技术成果及原型样品，在月面模拟环境下的性能稳定期不低于90个地球日。