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江苏化工网 行业资讯 科技创新 化工新材料助力神舟十四飞行任务
化工新材料助力神舟十四飞行任务
  发布日期:2022-06-07

北京时间2022年6月5日10时44分,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射并取得圆满成功。随后,神舟十四号与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后,航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲依次全部进入天和核心舱,开启为期6个月的在轨驻留。在天宫空间站建造以及神州十四发射过程中,多种化工新材料发挥了重要作用。

从神舟十三号任务起,我国航天员要实现常态化长周期在轨驻留,长周期大温差下的舱体温度控制成为难题之一。特别是在空间站建造阶段,神舟飞船将处于外部极端的高低温环境,给航天员健康和飞船设备正常工作带来了严峻考验。中国航天科技集团五院突破了飞船外避热控涂层光热性能选择性设计与调控、热控材料空间稳定性设计与大型复杂结构界面结合控制等关键技术,为空间站建造阶段的神舟飞船设计研制了低吸收低发射型热控涂层。这种涂层材料自身具有较低的太阳光吸收特性,可有效减弱太阳辐照导致的温度升高;还具有较低的红外发射率,可有效阻隔飞船内部向外部深冷环境的辐射漏热,避免舱内温度的不断降低。这款控温“外衣”可保障神舟飞船在长期极端高低温外部环境下,依然能够让舱内处于适宜温度范围。

北化研究院集团防化装备研究院研制生产的航天员用防毒面具、航天员用防护面罩、系列除臭罐、空间站环控生保净化装置以及神舟飞船发射现场专用防护服5款产品为本次发射任务保驾护航,为航天员在太空长期生活提供安全保障。

神舟十四号发射还搭载了上海硅酸盐研究所研制的长寿命低比值无机热控涂层、耐高温隔热材料与组件、返回舱舷窗防烧蚀污染涂层、姿控发动机热防护材料、舱内通道照明和仪器仪表等多种载荷表面高辐射热控涂层、舷窗玻璃及光学涂层、消杂散光涂层、不锈钢灰色化学转换热控涂层、返回舱防热天线窗等十余种涂层与部件,给航天器穿上全方位“护甲”。上海有机化学研究所研制的有机温控涂层、导航用陀螺油也助力神舟十四成功发射。中国电科23所为此次飞行任务配套了宇航用高温导线、高速数据电缆、螺旋电缆、低噪音电缆、高温800℃电缆等多款产品,为空间站搭建任务取得圆满成功提供了有力保障。

神州十四推进舱内安装有发动机,为飞船提供动力、通讯和能源保障。哈尔滨玻璃钢研究院有限公司承担了推进舱里的主承力结构研制,包括承力截锥和气瓶安装支架两款产品,为神舟十四携带到太空的燃料提供支撑和接口。这两款产品都是由高性能碳纤维复合材料制成,承力截锥虽然自重只有30多公斤,却可以承载几吨的重量。

面窗组件是宇航员在外太空活动时观察外界的窗口,可以说是宇航员的“眼睛”。此次载人航天飞行任务中有两套面窗产品为郑州大学研制,一套是发射过程中航天员所穿的舱内服面窗,一套是航天员在太空中进行作业所用的新一代航天面窗。

据介绍,神舟十四号飞行任务期间将全面完成以天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱为基本构型的天宫空间站建造,建成国家太空实验室。

其中,问天实验舱主要面向空间生命科学研究,配置了生命生态、生物技术和变重力科学等实验柜,能够支持开展多种类植物、动物、微生物等在空间条件下的生长、发育、遗传、衰老等响应机理研究,以及密闭生态系统的实验研究,并通过可见光、荧光、显微成像等多种在线检测手段,支持分子、细胞、组织、器官等多层次生物实验研究,还支持开展不同重力条件下生物体生长机理的对比研究。

梦天实验舱主要面向微重力科学研究,配置了流体物理、材料科学、燃烧科学、基础物理以及航天技术试验等多学科方向的实验柜,支持开展重力掩盖下的多相流与相变传热、基础燃烧过程、材料凝固机理等物质本质规律研究以及超冷原子物理等前沿实验研究。同时,在天宫二号空间冷原子钟的基础上,将建立世界上第一套由氢钟、铷钟、光钟组成的空间冷原子钟组,构成在太空中频率稳定度和准确度最高的时间频率系统,开展引力红移、精细结构常数测量等前沿的科学研究。

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