中國粉體網(wǎng)訊  4月29日11時(shí)23分，中國空間站“天和”核心艙在海南文昌航天發(fā)射場由長征五號B遙二運(yùn)載火箭發(fā)射升空。中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所承擔(dān)了空間站無容器材料實(shí)驗(yàn)柜、高溫隔熱屏、耐高溫低吸輻比防原子氧布、空間站艙外用KS-ZA熱控涂層、展開機(jī)構(gòu)鈦合金熱控耐摩擦涂層、不銹鋼支撐桿低吸輻比熱控涂層、載荷適配器表面光亮陽極氧化熱控涂層、耐輻照舷窗玻璃的研制和生產(chǎn)任務(wù)。

空間站無容器材料實(shí)驗(yàn)柜具備靜電懸浮實(shí)驗(yàn)功能，實(shí)現(xiàn)了全自動樣品釋放回收、靜電場懸浮樣品位置控制、高功率高溫激光加熱、多功能熱物性測量、高真空與加壓環(huán)境等多種高技術(shù)功能，設(shè)計(jì)指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)水平。上海硅酸鹽所科研團(tuán)隊(duì)歷時(shí)五年攻克了該裝置樣品釋放回收、樣品懸浮位置控制、高溫激光加熱三大關(guān)鍵技術(shù)。

該裝置可實(shí)現(xiàn)每盒29個(gè)樣品的自動釋放回收，可大幅度縮短宇航員操作時(shí)間，提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)效率和人機(jī)工效。采用半導(dǎo)體激光器和二氧化碳激光器耦合激光加熱技術(shù)，可將具有不同激光吸收波長的金屬、非金屬加熱到3000℃以上，大幅度提高了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的范圍，可滿足不同材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)需求。

自主研制成功小型高速相機(jī)位置控制系統(tǒng)，其位置控制精度可達(dá)±0.1mm，控制頻率高于1000赫茲。實(shí)驗(yàn)腔體具有36個(gè)實(shí)驗(yàn)觀察、實(shí)驗(yàn)測試視窗，大幅度增加了科學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，除可實(shí)現(xiàn)高溫熔體的密度、表面張力和粘度等常規(guī)熱物性測試外，還可進(jìn)行比熱、熱輻射測試。同時(shí)還可以通過觸發(fā)形核的方式進(jìn)行無容器凝固過程中的不同過冷度下的相選擇凝固，為開發(fā)亞穩(wěn)相新型功能材料提供了新的實(shí)驗(yàn)科學(xué)手段。該裝置的實(shí)驗(yàn)腔體的真空度可達(dá)10-5Pa，并可承受4個(gè)大氣壓以上的壓力，實(shí)現(xiàn)了在微重力條件下和高真空、高氣壓環(huán)境下對不同材料進(jìn)行無容器材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

針對空間站核心艙軌控發(fā)動機(jī)空間位置受限，燃燒室退避至艙內(nèi)，需要對其熱輻射進(jìn)行隔絕的問題，研制了滾動發(fā)動機(jī)、軌控發(fā)動機(jī)、凹艙、隔沖框等高溫隔熱屏，解決了有限空間內(nèi)發(fā)動機(jī)羽流及熱輻射隔絕的難題，從而維持了艙內(nèi)溫度環(huán)境的穩(wěn)定，保障了艙內(nèi)各單機(jī)的正常工作。同時(shí)針對空間站在低軌環(huán)境中受原子氧侵蝕嚴(yán)重的問題，研制了耐高溫低吸輻比防原子氧布，解決了空間站高溫隔熱屏長期受原子氧侵蝕導(dǎo)致性能退化的難題，實(shí)現(xiàn)了高溫隔熱屏熱控、隔熱、防原子氧功能一體化，保障了高溫隔熱屏長期在軌功能的穩(wěn)定。

自2012年起承擔(dān)空間站艙外用KS-ZA熱控涂層的研制與生產(chǎn)任務(wù)，先后攻克了低太陽吸收、高輻射散熱、高結(jié)合力、長時(shí)間在軌性能穩(wěn)定、大面積工藝實(shí)施、多批次生產(chǎn)一致性等技術(shù)難題，有效解決了數(shù)百平米輻射器和大量艙外設(shè)備表面的高散熱需求，保障了空間站的熱控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

空間站太陽翼在空間中展開長度達(dá)15米，包含幾千件部件。為保障太陽翼在空間多次展開，研制了具有硬度高、熱輻射性能優(yōu)異的展開機(jī)構(gòu)鈦合金熱控耐摩擦涂層，同時(shí)還研制了不銹鋼支撐桿低吸輻比熱控涂層，為展開機(jī)構(gòu)的順利運(yùn)轉(zhuǎn)提供了支撐。

研制了載荷適配器表面光亮陽極氧化熱控涂層，載荷適配器是把艙內(nèi)資源提供給艙外載荷的標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備，為艙外載荷提供機(jī)、電、熱、軟的接口。

舷窗是載人航天器密封艙體結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件，具有視窗、承壓及密封等功能，直接關(guān)系到航天員的生命安全和飛行任務(wù)的完成。歷時(shí)10余年時(shí)間，承擔(dān)了空間站用耐輻照舷窗玻璃的研制與生產(chǎn)任務(wù)，先后攻克了高光學(xué)質(zhì)量制備、優(yōu)異耐輻照性能、力學(xué)增強(qiáng)及可靠性分析等技術(shù)難題，解決了舷窗玻璃空間環(huán)境下的長壽命問題，提供了多批次近百塊耐輻照舷窗玻璃，保障了空間站舷窗長期在軌有效運(yùn)行。

據(jù)悉，在今明兩年內(nèi)，我國將接續(xù)實(shí)施11次飛行任務(wù)，包括3次空間站艙段發(fā)射、4次貨運(yùn)飛船以及4次載人飛船發(fā)射，于2022年完成空間站在軌建造，實(shí)現(xiàn)中國載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略第三步的任務(wù)目標(biāo)。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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