Luar angkasa

Bahan Insulasi Super Aerogel dalam Aplikasi Dirgantara

Aerogel di Luar Angkasa

Aerogel mewakili terobosan dalam teknologi isolasi termal. Mereka ringan, menawarkan kinerja isolasi termal yang tinggi, dan memiliki tingkat fleksibilitas. Karakteristik ini menjadikannya sangat diperlukan dalam aplikasi ruang angkasa, dimana kinerja, efisiensi, dan bobot merupakan faktor penting.

Mengapa Bahan Aerogel untuk Dirgantara

Insulasi aerogel semakin banyak digunakan dalam aplikasi ruang angkasa dimana pengurangan berat, stabilitas termal, dan efisiensi ruang merupakan faktor penting untuk sistem pesawat terbang dan satelit.

Sistem perlindungan termal pesawat ruang angkasa: aerogel digunakan sebagai pengisi insulasi atau komponen untuk menahan fluktuasi suhu dan radiasi. Misalnya, Shenzhou 16 menggunakannya untuk pengisian dan isolasi, dan Tianwen 1 menggunakan komponen 10mm untuk memblokir suhu tinggi melebihi 1000 derajat.

Insulasi mesin pesawat: digunakan untuk insulasi panas-bagian mesin yang bersuhu tinggi. Sistem gas mesin roket Long March 5B menggunakan nano aerogel untuk mengisolasi energi panas dan melindungi komponen elektronik.

Insulasi peralatan dirgantara: Tianzhou 1 dan 4 menggunakannya sebagai panel insulasi vakum dan insulasi material; Penjelajah Mars mengandalkan aerogel untuk menjaga komponen dan sirkuit listrik tetap beroperasi pada suhu rendah.

Aplikasi lain: digunakan untuk dinding kabin pesawat dan insulasi instrumen, seperti "Osprey" AS dan "Jaguar" Inggris; aerogel digunakan untuk isolasi interlayer pakaian antariksa untuk mengatasi suhu ekstrim.

Skenario Aplikasi Dirgantara

Material aerogel diterapkan di berbagai sistem insulasi ruang angkasa, termasuk insulasi termal pesawat terbang, pengontrol suhu satelit, dan lingkungan-yang terkait dengan pertahanan yang memerlukan material ringan dan-berperforma tinggi.

Properti Teknis Utama

Parameter teknis berikut memberikan referensi umum untuk bahan insulasi aerogel yang digunakan di lingkungan luar angkasa. Nilai sebenarnya dapat bervariasi tergantung pada konfigurasi produk dan kondisi aplikasi.

Fitur dan kelebihan

Kinerja insulasi termal yang sangat baik: konduktivitas termal yang sangat rendah, seperti konduktivitas termal silika aerogel serendah 0,015W/(m・K). Struktur nanopori secara efektif menghambat konduksi panas, memperluas jalur perpindahan panas, mengisolasi molekul gas, dan menghambat perpindahan panas konvektif.
Ringan: kepadatan sangat rendah, kepadatan-kepadatan aerogel rendah serendah 15mg/cm³, berat volume yang sama hanya 1/500 baja, 1/180 aluminium, dan 1/60 air, yang kondusif untuk mengurangi berat kendaraan luar angkasa dan meningkatkan efisiensi kinerja.

T: Apa keunggulan inti aerogel di bidang kedirgantaraan?
J: Dengan konduktivitas termal yang sangat-rendah (seperti 0,015W/(m・K)), kepadatan yang sangat ringan (serendah 15mg/cm³) dan stabilitas kimia yang tinggi, bahan ini dapat secara efektif mengisolasi dan mengurangi berat, tahan terhadap lingkungan luar angkasa yang keras, dan meningkatkan kinerja pesawat ruang angkasa.

T: Bagaimana cara memastikan stabilitas kinerja produk?
J: Dengan proses produksi terstandar dan sistem kontrol kualitas yang ketat, bahan mentah disaring untuk beberapa putaran, dan produksi dipantau sepanjang proses. Produk ini lulus-ketahanan suhu tinggi tingkat kedirgantaraan, ketahanan radiasi, dan pengujian lainnya untuk memastikan stabilitas dan keandalan-jangka panjang.

T: Apakah dapat beradaptasi dengan kebutuhan berbagai proyek dirgantara?
A: Produksi yang disesuaikan dapat digunakan untuk menyesuaikan kepadatan aerogel, porositas, bentuk, dan parameter lainnya sesuai dengan lokasi dan kondisi kerja pesawat ruang angkasa, dan menyediakan berbagai bentuk produk seperti pelat, bahan kempa, dan pelapis.

T: Bagaimana biayanya dibandingkan dengan bahan tradisional?
J: Meskipun biaya awalnya tinggi, aerogel dapat mengurangi ketebalan lapisan isolasi, mengurangi berat pesawat ruang angkasa, dan secara signifikan mengurangi biaya peluncuran dan pengoperasian serta pemeliharaan. Manfaat ekonomi dari keseluruhan siklus ini sangat signifikan, dan sejumlah besar dapat menikmati diskon.