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      化工科技助力神十六飛天

      作者:網絡????發布時間:2023-06-09 14:27 ????瀏覽次數 :


             5月30日,搭載神舟十六號載人飛船的長征二號F遙十六運載火箭在酒泉衛星發射中心直沖云霄。數小時后,期盼已久的神舟十五號航天員乘組順利打開“家門”,歡迎遠道而來的神舟十六號航天員乘組入駐“天宮”。在此次發射任務以及飛船在軌運行中,化工行業的科技成果都扮演了重要角色,為航天強國建設提供了可靠保障。

        發射:固體推進劑與“太空出征服”

        在神舟十六號載人飛船發射過程中,由西安近代化學研究所研制的三型高可靠性、寬環境適應性推進劑再立新功,在長征二號F遙十六運載火箭一級起動、助推器與主火箭反推、船箭分離側推等過程中工作正常,為我國航天事業發展再立新功。

        運載火箭配套用固體推進劑是影響火箭發射的關鍵技術。西安近代化學研究所經過仿真模擬計算與充分的試驗驗證,破解了低燃溫、低殘渣、寬平臺、寬環境適應、高可靠性五大關鍵技術,通過了30余項系統性能試驗驗證,使我國運載火箭配套用固體推進劑技術實現獨立自主。

        太空復雜惡劣的環境,給飛船材料帶來了嚴峻考驗。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有限公司五院研制完成,采用輕質薄膜和高伸縮網狀材料,顛覆了傳統定制式單件手工制作模式,其制造效率和質量實現跨越式提升。該材料還可拓展應用至載人飛船內裝飾、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。

        隨著中國空間站應用與發展階段拉開序幕,載人飛船由原來的2~3年發射1艘縮短至1年發射2艘,以空間復雜曲面為代表的熱控多層的數量和制作難度急劇增加。面對高密度、高強度的研制任務,航天科技集團五院突破了基于超輕超薄/彈性網狀材料的航天器熱控多層集成制造技術,實現了熱控多層的批量數字化設計和自動化制造。

        在軌:密封材料與化學起源實驗

        飛船各艙體間是“獨立單元房”,艙門是連接和隔離空間站各艙體的重要機構,不僅要嚴絲合縫更要經久耐用,密封性能也至關重要。

        中國航天科技集團有限公司四院42所研究團隊承擔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性能、壓縮永久變形、低溫性能、老化性能、撕裂強度、氣味等級、防霉等級、可凝揮發物含量等一道道“硬坎”指標,最終實現綜合性能滿足設計要求。

        抗靜電密封材料經受了地面8萬次的疲勞試驗,并通過-90℃到200℃高低溫交替變化等嚴苛環境的考驗。目前,42所已為飛船提供萬余件密封件,一次性檢驗合格率均為100%。

        在為期約5個月的太空生活中,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化研究、空間微重力環境調控植物細胞結構和功能的分子網絡研究、空間輻射暴露引起線蟲發育過程DNA損傷修復及細胞凋亡影響研究、空間輻射損傷評估科學與應用關鍵技術等多項科學實驗。

        蛋白與核酸共起源及密碼子起源的分子進化研究項目由中國科學院院士、廈門大學化學化工學院教授趙玉芬團隊牽頭承擔。作為中國空間站應用與發展階段的首批項目,該項目跟隨神舟十六號乘組進駐空間站問天實驗艙,并在神舟十六號乘組的協助下開展在軌實驗。

        該項目首次將核苷、氨基酸與磷相結合來探索密碼子起源,考察重力效應與生命進化的關系;首次實現在軌原位化學反應及原位動態反應監測;為完善生命的化學起源理論體系及尋找地外生命宜居星球提供重要的科學依據。

        返回:“黑科技”涂層與碳纖維操縱棒

        神舟十六號上應用了10余種由中國科學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用在神舟十六返回艙舷窗上。該涂層具有優異的自清潔功能,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有效觀察外部情況,同時也為地面搜救隊員在飛船著陸后能首先通過窗口觀察艙內狀態提供保障。

        此外,在神舟飛船發射和返回過程中,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備的操作。為解決這一難題,采用高強度碳纖維材料制作的操縱棒應運而生。操縱棒把手根據航天員手掌的正常抓握狀態進行賦型設計,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,操縱棒桿體設計為可無極伸縮式,航天員可以根據現場條件在一定范圍內任意調整操縱棒的長度。

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