5月19日，国家航天局发布了火星探测天问一号任务探测器着陆过程两器分离和着陆后火星车拍摄的影像，再次引发公众关注。

作为中国第一次真正意义上的深空之旅，火星探测的重要性和挑战性都不同于以往。利箭腾飞、祝融巡火的壮丽背后，是不容毫秒偏差的精准、是连一个弹簧都非比寻常的高科技，是从机械力学到计算机、新材料、岩土工程等多学科领域的综合，更是无数科研工作者的付出。除了我们所熟悉的发射者、设计者之外，天问一号背后还有哪些幕后功臣？他们赋予了天问一号哪些高超性能？让我们一起走近他们。

轻装上天背后的“瘦身教练”：

“探测器多一克重量，增加的发射成本远超一克黄金”

奔向火星，要克服地球强大的引力，这要求天问一号探测器的总重量不能超过5000公斤。但远途旅行，天问一号要带不少“行李”——光推进剂就至少2500公斤。为了上天，天问一号不得不自己瘦下来——它的结构部件应用了世界上最轻的金属结构材料之一——新型镁锂合金。

“密度低、抗电磁干扰、抗辐射……”谈起镁锂合金的优点，西安交通大学材料科学与工程学院教授柴东朗如数家珍。

作为这一材料的研发者，早在2005年，柴东朗就开始了这项研究，灵感源自和朋友的一次聊天。“航天探测器要飞到遥远的宇宙，太胖肯定不行。”从搞航天工程的朋友口中，柴东朗得知，重量对卫星发射和火箭推力有着巨大的影响。过去，航天的主体材料大部分是铝合金，因为航天器对材料的强度及密度要求很高，只有铝合金能满足。“当时，我正在做碳化硅增强铝基复合材料的研究，这种材料性能虽高，但其密度与铝相仿。我就想能不能把它做轻一点？”柴东朗说，在所有金属中，锂的密度最低。他先试着把锂加了进去，材料的重量是减轻了，可强度也变低了。于是他又用其他合金化手段来提升材料的强度及耐热性、耐腐蚀性。在团队的不懈努力下，终于试验成功。此后，又进行开发应用，先后用了10年时间，新型镁锂合金才最终面世。与铝合金相比，同样大小，它的重量仅是铝合金的一半。

对于航天产业而言，重量减轻除了能减少对火箭推力的要求，还有一个重要意义是省钱。“探测器多一克的重量，增加的发射成本远超一克黄金。”镁锂合金生产制造方这样表示。

2016年12月22日，柴东朗在酒泉卫星发射中心亲眼目睹了自己多年的技术成果落地。那一天，长征二号丁运载火箭搭载着高分辨率微纳卫星顺利升空。这颗卫星的整体结构材料采用的就是镁锂合金。卫星升空那一刻，柴东朗没忍住，掉下了眼泪：“心情是很激动的。因为低密度的镁锂合金国外之前就有了，但咱们国家一直没有，国外也不卖给咱们。现在我们终于用上自己的新材料了！”发射结束后，柴东朗还特意去了为航天事业献身的烈士们的陵园。中国航天人一丝不苟、为国奉献的事迹让他再一次心潮澎湃。

如今，柴东朗已年逾七旬，他最初研究镁锂合金时的一头黑发也染上了岁月的风霜。但他依旧闲不下来。这几年，他带领团队对镁锂合金进行进一步改良，这次用在天问一号上的就是改进升级后的。“通过制备工艺改进及成分调整，现用的镁锂合金密度更低，大概是每立方厘米1.5克左右。而我们现在研制的第二代镁锂合金密度比这个还要低。目前，实验室的研发工作已经基本上完成了，希望能用到以后的航天产品上面。”

本文节选自2021年5月24日中国纪检监察报05版

报道链接：http://www.jjjcb.cn/content/2021-05/24/content_102751.htm