倪鑫

上圖所示即為鵲橋中繼衛(wèi)星，可以非常直觀(guān)地觀(guān)察到它的天線(xiàn)網(wǎng)呈現(xiàn)出整體閃亮的金黃色，這是因?yàn)樗怯杀砻娼?jīng)過(guò)鍍金過(guò)后的鉬絲經(jīng)過(guò)紡織經(jīng)編技術(shù)編織而成的。

可能大家會(huì)奇怪為什么它需要這種材料來(lái)制作。我們可以從它的制作方法和作用上得到答案。主要是因?yàn)檫@種材料用在太空中既輕便又性能穩(wěn)定，強(qiáng)度比較好。它的制作過(guò)程需要進(jìn)行編織這個(gè)關(guān)鍵步驟，要想“編”出來(lái)的金屬網(wǎng)既強(qiáng)韌，受得住發(fā)射飛行外力“折騰”，又柔軟可編，能在太空中收放自如，達(dá)到“剛?cè)岵?jì)”，這種材料的各種性能都很好地滿(mǎn)足了上述需求。

“健康”的材料非常重要。我們?nèi)说慕】涤兄鞣N各樣的標(biāo)準(zhǔn)，如體重、血壓、精力等。只有當(dāng)我們的這些指標(biāo)達(dá)到了健康的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值后，才能稱(chēng)得上健康。同樣，這種材料的“健康標(biāo)準(zhǔn)”則是空間網(wǎng)狀天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、微波電性能、可折疊性與抗皺性等諸多標(biāo)準(zhǔn)。這些性能指標(biāo)在合格標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值內(nèi)才稱(chēng)得上“健康”。

當(dāng)然了，僅僅是有了健康的材料還不夠，就好比一棟好房子僅僅有磚瓦也不行，還需要堆砌、裝修等。所以，這些材料變身為完整的天線(xiàn)網(wǎng)還需要很多步驟。編織就是其一。

看到這兒，大家想必一定會(huì)很疑惑，編織不是要用柔軟的絲線(xiàn)嗎，難道金屬也能用于編織嗎？答案是肯定的，不過(guò)也得是“健康”的金屬材料才行。鍍金鉬絲材料就非常適合作為在編織過(guò)程中的線(xiàn)，因?yàn)樗且环N輕質(zhì)、柔軟的材料，且能編織成強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、波長(zhǎng)適應(yīng)性強(qiáng)、反射率高、展開(kāi)可靠性強(qiáng)的經(jīng)編金屬網(wǎng)。

不像普通的紡織那樣經(jīng)緯線(xiàn)十字交叉（襯衫織物的結(jié)構(gòu)），經(jīng)編是像織毛衣一樣，將紗線(xiàn)彎曲成圈并相互穿套形成織物。在生產(chǎn)網(wǎng)眼織物時(shí)，與其他的生產(chǎn)技術(shù)相比，經(jīng)編技術(shù)更勝一籌：生產(chǎn)的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)延伸性更好，也更穩(wěn)定、牢固，更適合于反射面的折疊展開(kāi)，幫助衛(wèi)星在惡劣的太空環(huán)境下“生存”。

另一方面，有了“線(xiàn)”，也必須還得有“針”才行。對(duì)于“針”，它由實(shí)驗(yàn)室的專(zhuān)業(yè)儀器與技術(shù)人員組成，共同負(fù)責(zé)將上述的“線(xiàn)”編織成金屬天線(xiàn)網(wǎng)。

天線(xiàn)網(wǎng)的形狀

有了“線(xiàn)”，同時(shí)有了“針”，那我們應(yīng)該要用它編織成一個(gè)怎樣的形狀呢？這個(gè)非常關(guān)鍵。不同形狀的天線(xiàn)具有的性能會(huì)有差別。經(jīng)過(guò)理論分析與實(shí)驗(yàn)探測(cè)后我們得出結(jié)論;當(dāng)形狀為網(wǎng)狀曲面時(shí)比較合適。

首先我們可以利用金屬絲網(wǎng)布的柔軟特性，用多個(gè)小的逼近面（如三角形平面、四邊形平面、三維曲面）拼合來(lái)逼近理論反射網(wǎng)面（如拋物面）。通過(guò)設(shè)置這些小的逼近單元面或調(diào)整點(diǎn)的方式與數(shù)量多少，來(lái)達(dá)到所要求的整體反射面精度。其他形狀則無(wú)法通過(guò)此方法來(lái)達(dá)到這個(gè)目的。此外，再利用材料優(yōu)良的彈性與網(wǎng)面結(jié)構(gòu)的特性結(jié)合，通過(guò)某種展開(kāi)結(jié)構(gòu)對(duì)其背面支撐與調(diào)整結(jié)構(gòu)所施加的預(yù)緊力，來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)天線(xiàn)反射體網(wǎng)面精度的重復(fù)性與長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

經(jīng)過(guò)編織后，完整的金閃閃的網(wǎng)面就產(chǎn)生了。但是，剛生產(chǎn)出來(lái)的網(wǎng)是否能在它的“生存環(huán)境”下正常工作呢。我們肯定是無(wú)法憑觀(guān)察或猜測(cè)來(lái)判斷的。實(shí)際上，為了確保金屬反射網(wǎng)在其網(wǎng)面與支撐結(jié)構(gòu)保持一定的張力下，恢復(fù)曲面的調(diào)整精度，并在真空環(huán)境與“-200～200℃”的溫度環(huán)境條件下，在壽命期間內(nèi)保持曲面精度與電波反射性能的穩(wěn)定性，各種結(jié)構(gòu)形式的空間可展開(kāi)網(wǎng)狀天線(xiàn)在研制過(guò)程中，一般要求在地面環(huán)境下進(jìn)行多次的網(wǎng)面綜合調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)網(wǎng)面所要求的高精度。然后，再在地面模擬空間失重條件下進(jìn)行多次的收攏與展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，不斷地研究與改進(jìn)，提高網(wǎng)面的鋪設(shè)精度和重復(fù)展開(kāi)后的恢復(fù)精度，最后研制好的網(wǎng)狀天線(xiàn)才通過(guò)展開(kāi)機(jī)構(gòu)收攏成盡可能小的形狀尺寸，并放入火箭載荷艙的有限空間發(fā)射升空。

這就要求該網(wǎng)面材料在地面的鋪設(shè)調(diào)整過(guò)程和長(zhǎng)期的空間使用環(huán)境下，必須具有與此要求相適應(yīng)的機(jī)械性能、電波反射性能、透光性能和耐腐蝕性等。就像工廠(chǎng)最后都會(huì)對(duì)自己生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)檢一樣，最后對(duì)天線(xiàn)網(wǎng)的測(cè)試也非常非常重要。試想，若將不合格的天線(xiàn)網(wǎng)搭載在衛(wèi)星上，那么它不僅僅失去了信號(hào)接收功能。更嚴(yán)重的是，它的工作環(huán)境是在外太空，這不就相當(dāng)于將一個(gè)垃圾送上太空嗎？而且還可能導(dǎo)致需要它的其他衛(wèi)星同樣漂流在太空中作廢，之前的投入都將付諸東流。

只有合格的金屬網(wǎng)在火箭的幫助下飛向太空了，才能在屬于它的軌道上發(fā)揮著自身的作用——衛(wèi)星與地面的信使。