關鍵詞自主創新
十年磨一劍,實現“從無到有”到“從有到優”的跨越
建成中國空間站,是我國從“航太大國”邁向“航太強國”的重要標誌,更是該中心幾代人的夢想。自空間站工程實施以來,為滿足任務需要,該中心科研人員承擔了許多開創性任務,既無模式可循,更無經驗可鑒。
作為世界第三大航太員中心,自誕生之日起,該中心科研人員就在國外技術封鎖、國內沒有經驗的情況下,艱難探索前進。
星光不負趕路人,歲月不負有心人。
1992年,隨著中國載人航太工程的啟動,該中心迎來了大機遇大發展。科研人員集智攻關,團結奮鬥,至今先後圓滿完成5艘無人飛船、8艘載人飛船、天宮一號目標飛行器和天宮二號空間實驗室、天和核心艙、4艘貨運飛船的發射和在軌運作任務。目前已有14名航太員、23人次征戰太空,實現了中華民族的飛天夢想。
眼下,載人航太工程進入空間站建設階段。面對一道道難關,他們接續奮鬥,啃下一個個硬骨頭。
該中心環境控制與生命保障(以下簡稱環控生保)室,負責為航太員在太空撐起一把生命的“保護傘”。他們在太空艙內創造出基本生活條件和適宜工作環境,保證艙內有適合人生存的氣壓、風速、空氣品質和水等。
神舟十二號太空飛行任務之前,航太員在太空生存所需的氧氣和水都要從地面攜帶。在空間站任務中,航太員在軌時長超過3個月,從地球運送物資代價高昂。環控生保技術必須在艙內實現氧氣和水迴圈使用,這是空間站在軌長期運作的關鍵技術。
在一個密閉狹小的空間站艙內,製造一個類似地球環境的可迴圈生命保障系統且長時間穩定運作,難度可想而知。
2011年,一支平均年齡不到35歲的科研團隊,受領這一任務。從論證到初樣研製再到正樣,他們一路摸著石頭過河,查資料、請專家、做調研,不斷試驗,在出現問題和解決問題中往復迴圈、螺旋發展。
將尿經過提純後,變成可飲用的水,在常人聽來似乎不可思議。10多年前,這已經成為該中心環控生保再生子系統尿處理團隊研究的方向。
科研人員遇到的最大難題就是如何一邊蒸餾一邊進行水氣分離。國際空間站設計的是雙旋轉蒸餾裝置,技術相對成熟,但是較為笨重。該團隊另辟蹊徑,開拓性提出研製重量減半、體積減小、可靠性更好的單旋轉蒸餾裝置。
當時,國內找不到能承接該産品的協作單位,他們只能自己幹。經過一遍遍修改設計,問題最終迎刃而解。
挑戰接踵而來。一般軸承都在有潤滑油的環境中工作,但該旋轉軸承要在無油、強酸的介質中工作。當時,市面上沒有一種軸承滿足這種條件。國際空間站上的尿處理裝置,同樣面臨這一問題。
針對這一世界難題,研究團隊聯合國內頂尖軸承技術研究所,選取多種材料和不同的結構方案,反覆實驗對比,找到了最優材料和結構,將軸承壽命提升到數千小時。最終,經過團隊成員近4000個日日夜夜的刻苦攻關後,性能良好的尿處理裝置成功面世。
同樣面臨微重力條件下水氣分離問題的,還有電解制氧團隊。經過反覆調研試驗,團隊研製出某種膜材料,可材料的重量和壽命仍不符合相關指標要求。他們集思廣益,跑遍大江南北,走訪請教業內資深專家,創新性設計出新型膜結構。隨後,他們又用9年時間,將這種膜的壽命提升了10倍,重量下降到原來的1/4。
十年磨一劍。經過關鍵技術攻關和工程化研製,再生生保團隊攻克多項關鍵技術和技術難點,完成再生生保裝置的工程研製。
目前,該中心實現諸多“從無到有”到“從有到優”的跨越——
空間站艙外服的功能性、舒適性不斷改進優化,能夠滿足多次出艙使用,每次出艙時間能長達數小時;飛行手冊首次應用互動式電子資訊技術,有效提升航太員在軌工作和地面飛控支援效率;航太食品達到120余種,突出個體化設計,為航太員長期飛行提供更好保障;空間站系統配置“太空跑臺”等在軌鍛鍊裝備,為航太員提供豐富的鍛鍊方式;研製出先進的航太醫學實驗平臺,將更加系統深入地探索人類重大醫學和健康問題……