以下是公开资料:
过去,世界上最先进的防热材料是改进型的Avcoat5026。Avcoat5026是阿波罗飞船使用的防热材料,也是目前唯一经历载人登月返回特殊严酷热环境的防热材料。这种材料是在玻璃纤维/酚醛蜂窝结构中填充环氧-酚醛树脂及酚醛空心微球、短切石英纤维等填料制成的复合材料,平均密度为0.55 g/cm3左右。
与硅橡胶相比,酚醛树脂能够承受更高的热流和表面温度,并具有低烧蚀率和更大的烧蚀表面碳化层强度,能够通过反向辐射耗散掉大量的再入加热等特点,使酚醛树脂成为适用于高温环境的优秀防热材料。改进型的Avcoat5026仍然属于烧蚀型防热材料,其密度约为0.56 g/cm3左右。
然而,中国在嫦娥五号任务中使用了轻质C-Si-O蜂窝增强低密度烧蚀防热材料,其密度约为0.5 g/cm3,可承受6MW/m2的热流环境。而在拐角处,采用了连续纤维增强的中低密度结构材料,侧壁结构则采用超轻质的蜂窝增强防热材料,其密度约为0.36 g/cm3,可承受1.5MW/m2的热流环境。这一突破性的研究使得中国嫦娥五号成功减重了42公斤。
基于嫦娥五号的成功经验,中国进一步研制了超轻质碳基微烧蚀防热材料。这种材料不仅可以抵御第二宇宙速度再入烧蚀的挑战,而且还能够承受高达3000度的高温,从而顺利完成地月球的返回任务。与此同时,这种材料还具有体积小、重量轻的特点,从而实现了飞船返回舱的大空间轻量化优化设计。