太空環(huán)境條碼硬件:航天物聯(lián)網(wǎng)的極端條件標識方案
面向航天探測的嚴苛要求,太空環(huán)境條碼技術(shù)正通過材料創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)設(shè)計,為航天器、太空站等提供可靠的標識解決方案。
耐輻射條碼的太空設(shè)備標識解決太空高能粒子的輻射損傷問題,某航天科技公司開發(fā)的 “碳化硅耐輻射條碼”:利用碳化硅材料的高耐輻射特性(耐受劑量 > 10? Gy),通過離子注入技術(shù)形成長久性條碼標識。在火星探測任務(wù)中,該條碼使著陸器的設(shè)備狀態(tài)可通過遙感讀取,某火星車應(yīng)用后,地表作業(yè)的設(shè)備識別成功率達 99.9%,同時碳化硅條碼的耐高溫性能(>600℃)適配火星表面環(huán)境。
溫差發(fā)電條碼的自供電標簽滿足太空環(huán)境的無纜供電需求,突破方案采用 “碲化鉍溫差條碼”:利用塞貝克效應(yīng),將航天器表面的溫差轉(zhuǎn)化為電能,為條碼硬件供電。在國際空間站的設(shè)備監(jiān)測中,該標簽使散熱片的溫度條碼可實時傳輸,某空間站應(yīng)用后,熱控系統(tǒng)的故障預(yù)警時間縮短至 10 秒,同時溫差條碼的發(fā)電效率(50μW/cm2)滿足低功耗數(shù)據(jù)傳輸。
形狀記憶合金條碼的自適應(yīng)標識適應(yīng)太空環(huán)境的極端溫度變化,某材料研究所推出的 “鎳鈦合金條碼”:利用形狀記憶效應(yīng),在 - 200℃至 + 100℃溫度范圍內(nèi)保持條碼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,通過光學(xué)反射變化編碼信息。在探月工程中,該條碼使月球車的地形條碼可在晝夜溫差 300℃的環(huán)境下可靠讀取,某探月任務(wù)應(yīng)用后,月面測繪的條碼數(shù)據(jù)完整率提升至 98.7%,同時形狀記憶條碼的抗疲勞設(shè)計(>10?次循環(huán))適配長期探測需求。
航天標識技術(shù)發(fā)展建議中國航天科技集團制定《太空環(huán)境條碼硬件標準》,規(guī)范耐輻射、溫差發(fā)電等要求,目標在 2040 年前實現(xiàn)深空探測的條碼硬件全覆蓋,為星際物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建基礎(chǔ)標識體系。