- 化工科技助力神十六飛天
- 發(fā)布日期：2023-06-01
5月30日，搭載神舟十六號載人飛船的長征二號F遙十六運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心直沖云霄。數(shù)小時(shí)后，期盼已久的神舟十五號航天員乘組順利打開“家門”，歡迎遠(yuǎn)道而來的神舟十六號航天員乘組入駐“天宮”。在此次發(fā)射任務(wù)以及飛船在軌運(yùn)行中，化工行業(yè)的科技成果都扮演了重要角色，為航天強(qiáng)國建設(shè)提供了可靠保障。
發(fā)射：固體推進(jìn)劑與“太空出征服”
在神舟十六號載人飛船發(fā)射過程中，由西安近代化學(xué)研究所研制的三型高可靠性、寬環(huán)境適應(yīng)性推進(jìn)劑再立新功，在長征二號F遙十六運(yùn)載火箭一級起動(dòng)、助推器與主火箭反推、船箭分離側(cè)推等過程中工作正常，為我國航天事業(yè)發(fā)展再立新功。運(yùn)載火箭配套用固體推進(jìn)劑是影響火箭發(fā)射的關(guān)鍵技術(shù)。西安近代化學(xué)研究所經(jīng)過仿真模擬計(jì)算與充分的試驗(yàn)驗(yàn)證，破解了低燃溫、低殘?jiān)捚脚_、寬環(huán)境適應(yīng)、高可靠性五大關(guān)鍵技術(shù)，通過了30余項(xiàng)系統(tǒng)性能試驗(yàn)驗(yàn)證，使我國運(yùn)載火箭配套用固體推進(jìn)劑技術(shù)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立自主。太空復(fù)雜惡劣的環(huán)境，給飛船材料帶來了嚴(yán)峻考驗(yàn)。此次神舟十六號載人飛船的“太空出征服”熱控多層由中國航天科技集團(tuán)有限公司五院研制完成，采用輕質(zhì)薄膜和高伸縮網(wǎng)狀材料，顛覆了傳統(tǒng)定制式單件手工制作模式，其制造效率和質(zhì)量實(shí)現(xiàn)跨越式提升。該材料還可拓展應(yīng)用至載人飛船內(nèi)裝飾、熱控泡沫、加熱被和各類絕緣膜的畫線、裁剪及沖孔等制作過程中。隨著中國空間站應(yīng)用與發(fā)展階段拉開序幕，載人飛船由原來的2~3年發(fā)射1艘縮短至1年發(fā)射2艘，以空間復(fù)雜曲面為代表的熱控多層的數(shù)量和制作難度急劇增加。面對高密度、高強(qiáng)度的研制任務(wù)，航天科技集團(tuán)五院突破了基于超輕超薄/彈性網(wǎng)狀材料的航天器熱控多層集成制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了熱控多層的批量數(shù)字化設(shè)計(jì)和自動(dòng)化制造。
在軌：密封材料與化學(xué)起源實(shí)驗(yàn)
飛船各艙體間是“獨(dú)立單元房”，艙門是連接和隔離空間站各艙體的重要機(jī)構(gòu)，不僅要嚴(yán)絲合縫更要經(jīng)久耐用，密封性能也至關(guān)重要。中國航天科技集團(tuán)有限公司四院42所研究團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了神舟十六號艙門抗靜電密封材料研制的工作，相繼攻克了材料在力學(xué)性能、壓縮永久變形、低溫性能、老化性能、撕裂強(qiáng)度、氣味等級、防霉等級、可凝揮發(fā)物含量等一道道“硬坎”指標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)綜合性能滿足設(shè)計(jì)要求。抗靜電密封材料經(jīng)受了地面8萬次的疲勞試驗(yàn)，并通過-90℃到200℃高低溫交替變化等嚴(yán)苛環(huán)境的考驗(yàn)。目前，42所已為飛船提供萬余件密封件，一次性檢驗(yàn)合格率均為100%。在為期約5個(gè)月的太空生活中，神舟十六號3名航天員將開展蛋白與核酸共起源及密碼子起源的分子進(jìn)化研究、空間微重力環(huán)境調(diào)控植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的分子網(wǎng)絡(luò)研究、空間輻射暴露引起線蟲發(fā)育過程DNA損傷修復(fù)及細(xì)胞凋亡影響研究、空間輻射損傷評估科學(xué)與應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)等多項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。蛋白與核酸共起源及密碼子起源的分子進(jìn)化研究項(xiàng)目由中國科學(xué)院院士、廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授趙玉芬團(tuán)隊(duì)牽頭承擔(dān)。作為中國空間站應(yīng)用與發(fā)展階段的首批項(xiàng)目，該項(xiàng)目跟隨神舟十六號乘組進(jìn)駐空間站問天實(shí)驗(yàn)艙，并在神舟十六號乘組的協(xié)助下開展在軌實(shí)驗(yàn)。該項(xiàng)目首次將核苷、氨基酸與磷相結(jié)合來探索密碼子起源，考察重力效應(yīng)與生命進(jìn)化的關(guān)系;首次實(shí)現(xiàn)在軌原位化學(xué)反應(yīng)及原位動(dòng)態(tài)反應(yīng)監(jiān)測;為完善生命的化學(xué)起源理論體系及尋找地外生命宜居星球提供重要的科學(xué)依據(jù)。
返回：“黑科技”涂層與碳纖維操縱棒
神舟十六號上應(yīng)用了10余種由中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研制的“黑科技”涂層。其中，由上海硅酸鹽所研制的防燒蝕污染涂層應(yīng)用在神舟十六返回艙舷窗上。該涂層具有優(yōu)異的自清潔功能，可保證在返回大氣層過程中返回艙窗口受到燒蝕材料污染后，仍具有清晰的透明度，還可保證宇航員在返回過程中能通過窗口隨時(shí)有效觀察外部情況，同時(shí)也為地面搜救隊(duì)員在飛船著陸后能首先通過窗口觀察艙內(nèi)狀態(tài)提供保障。此外，在神舟飛船發(fā)射和返回過程中，航天員的身體被牢牢束縛在座椅上，很難完成對儀表板上各設(shè)備的操作。為解決這一難題，采用高強(qiáng)度碳纖維材料制作的操縱棒應(yīng)運(yùn)而生。操縱棒把手根據(jù)航天員手掌的正常抓握狀態(tài)進(jìn)行賦型設(shè)計(jì)，其外部輪廓曲面完美貼合航天員掌心，能夠滿足航天員操作過程中的舒適度要求。同時(shí)，操縱棒桿體設(shè)計(jì)為可無極伸縮式，航天員可以根據(jù)現(xiàn)場條件在一定范圍內(nèi)任意調(diào)整操縱棒的長度。
