陶紅
4月16日10時(shí)許,神舟十三號(hào)載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸,神舟十三號(hào)航天員翟志剛、王亞平、葉光富順利出艙,結(jié)束“太空出差”,為中國(guó)航天迄今最長(zhǎng)一次太空載人飛行畫(huà)上一個(gè)圓滿句號(hào)。
這是我國(guó)載人航天工程立項(xiàng)實(shí)施以來(lái)的第二十一次飛行任務(wù),也是空間站階段的第二次載人飛行任務(wù)。在這次任務(wù)背后,紡織人再次為中國(guó)航天事業(yè)貢獻(xiàn)“紡織力量”。
睡袋、蓋毯:航天員的地面保暖裝置
10時(shí)43分左右,神舟十三號(hào)的三名航天員開(kāi)始出艙,出艙后,工作人員立即為他們穿上了航天員地面保暖裝置。
據(jù)了解,這身藍(lán)色的航天員地面保暖裝置由北京服裝學(xué)院民族服飾博物館館長(zhǎng)、教授賀陽(yáng)設(shè)計(jì),兼具了展示國(guó)家形象的功能。
據(jù)賀陽(yáng)介紹,“神十三”沿用了“神十一”的地面保暖裝備。由于宇航員在軌駐留時(shí)間較久,落地后可能無(wú)法立即適應(yīng)地球重力作用;且著陸地點(diǎn)的氣候較寒冷,為保障航天員的身體健康,需要設(shè)計(jì)地面保暖裝置。
根據(jù)規(guī)定,地面保暖裝置由睡袋與蓋毯組成。睡袋會(huì)將穿著艙內(nèi)宇航服的宇航員裝入,蓋毯則起到更加保暖的作用。為適應(yīng)宇航員在扶手椅上自然彎曲的狀態(tài),睡袋被特意做成相應(yīng)的彎曲樣式;采用戶外運(yùn)動(dòng)的專業(yè)面料,達(dá)到防風(fēng)保暖效果。依據(jù)東風(fēng)著陸場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)氣溫,“神十三”航天員出艙后只使用了睡袋。
地面保暖裝置中睡袋和蓋毯的色彩以中國(guó)航天員中心標(biāo)志的色彩為標(biāo)準(zhǔn),從明度、色相及彩度三個(gè)方面,考慮與航天中心視覺(jué)形象統(tǒng)一,形成可識(shí)別的色彩體系。裝置采用盛唐花卉紋樣,按傳統(tǒng)四方連續(xù)的方式進(jìn)行組合,在秩序中尋求變化,近看具有豐富的細(xì)節(jié)與美感,遠(yuǎn)觀形成富有節(jié)奏與韻律的背景,有助于烘托中國(guó)航天員的英姿。具有盛世氣象、中國(guó)氣派的花卉紋樣,傳達(dá)喜慶親切的氣氛,讓花團(tuán)簇?fù)碜鎳?guó)的航天英雄。
賀陽(yáng)也是“神七”、“神九”和“天宮二號(hào)”任務(wù)宇航員睡袋紋樣和艙內(nèi)工作服色彩的設(shè)計(jì)師。她表示,當(dāng)時(shí)運(yùn)用了“祥云飛天”的概念,睡袋上有各種云紋。當(dāng)然,由于睡袋會(huì)留在軌道艙無(wú)法回收利用,因此每次的睡袋都需要重新制作。
玄武巖纖維布:空間站的“金鐘罩”
在航天員在軌駐留的183天里,浙江石金玄武巖纖維股份有限公司生產(chǎn)的玄武巖纖維布一直在空間站默默地守護(hù)著他們。
隨著航天事業(yè)的發(fā)展,空間碎片數(shù)量持續(xù)增加,嚴(yán)重威脅著航天器的安全運(yùn)行。據(jù)悉,空間站的“敵人”其實(shí)就是太空垃圾形成的碎片和微流星體。目前已經(jīng)被探測(cè)和編號(hào)的大型太空垃圾數(shù)量超過(guò)1.8萬(wàn)個(gè),加上沒(méi)有被探測(cè)的,整體數(shù)量高達(dá)上百億,而這一切只能依靠空間站自己硬抗。2018年,俄羅斯聯(lián)盟號(hào)飛船就宣稱因?yàn)槔鋮s管損壞,導(dǎo)致了空氣泄漏事件。去年5月份,國(guó)際空間站長(zhǎng)度18米的機(jī)械臂被一塊小型太空垃圾碎片貫穿,幸好工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn),并進(jìn)行了后續(xù)的檢查和維修,才避免了更嚴(yán)重的后果。
我國(guó)為了防止類似事件出現(xiàn),在空間站的防御撞擊防護(hù)結(jié)構(gòu)材料上采用了玄武巖纖維布填充,使空間站能夠防護(hù)直徑高達(dá)6.5毫米碎片的高速撞擊。由中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第五研究院空間站和浙江石金玄武巖纖維股份有限公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的玄武巖纖維布已應(yīng)用于我國(guó)空間站,其作為空間碎片防護(hù)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵材料,能有效破碎、熔化甚至氣化彈丸,并降低彈丸的速度,使空間站抵御速度6.5km/s空間碎片撞擊的能力提高了3倍以上,大幅提高了空間站在軌可靠性和安全性,超過(guò)國(guó)際空間站的防護(hù)設(shè)計(jì)指標(biāo)。
“我們從2014年開(kāi)始研發(fā)玄武巖纖維布,經(jīng)過(guò)2萬(wàn)多次試驗(yàn)才成功,并超過(guò)了其他國(guó)家國(guó)際空間站的防護(hù)設(shè)計(jì)指標(biāo)?!闭憬鹦鋷r纖維股份有限公司負(fù)責(zé)人表示,今年是我國(guó)載人航天30周年,30年來(lái),中國(guó)從航天大國(guó)向航天強(qiáng)國(guó)不斷加速邁進(jìn),未來(lái)將邁向更深遠(yuǎn)的太空,需要突破的技術(shù)會(huì)越來(lái)越多。
圣泉酚醛空心微球:為神舟飛船保駕護(hù)航
自神舟八號(hào)開(kāi)始,圣泉集團(tuán)酚醛空心微球持續(xù)為神舟飛船保駕護(hù)航。神舟十三號(hào)載人飛船返回艙上也使用了圣泉集團(tuán)酚醛空心微球。
據(jù)介紹,酚醛空心微球是一種內(nèi)核為空氣或其它氣體、外層為酚醛樹(shù)脂的具有特殊中空結(jié)構(gòu)的新材料,具有粒徑小、密度低等特點(diǎn),可發(fā)揮耐燒蝕、保溫隔熱、吸收電磁波等作用。返回艙與大氣摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱,能達(dá)到上千度高溫,將酚醛空心微球應(yīng)用到返回艙外層之后,可使返回艙內(nèi)溫度保持在安全范圍內(nèi),為返回艙元器件正常工作、航天員安全保駕護(hù)航。該產(chǎn)品已經(jīng)成功應(yīng)用于神舟系列飛船返回艙、長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭,助力我國(guó)航天事業(yè)。圣泉集團(tuán)作為合成樹(shù)脂材料龍頭企業(yè),旗下?lián)碛蟹尤?shù)脂領(lǐng)域國(guó)家制造業(yè)單項(xiàng)冠軍示范企業(yè),多年來(lái)始終致力于高端酚醛材料的研發(fā),在高端電子樹(shù)脂、耐火材料、磨具磨料、摩擦材料、浸漬材料等領(lǐng)域的酚醛樹(shù)脂及酚醛復(fù)合材料的研發(fā)應(yīng)用上均處于行業(yè)領(lǐng)先水平,目前圣泉酚醛樹(shù)脂總體產(chǎn)能規(guī)模達(dá)到60萬(wàn)噸/年,位居全球首位。
降落傘:保障航天員安全落地
降落傘是神舟飛船回收著陸分系統(tǒng)的關(guān)鍵產(chǎn)品,生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜,關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)多,從加工、包裝到裝配均為手工操作。此次從天而降的“紅白傘”則是由航天科技集團(tuán)五院508所神舟飛船回收著陸分系統(tǒng)研制團(tuán)隊(duì)制作而成。
“打開(kāi)降落傘穩(wěn)穩(wěn)落地”是航天員“回家”的最后一道程序。在返回過(guò)程中,傘艙蓋打開(kāi)后,先拉出引導(dǎo)傘,再拉出減速傘。減速傘工作數(shù)秒以后會(huì)和返回艙分離,并拉出主傘,通過(guò)主傘,返回艙的落地速度會(huì)逐漸降低。
據(jù)了解,此次護(hù)航神舟十三號(hào)的主傘面積達(dá)1200平方米,由1900多塊傘衣拼接而成,全部展開(kāi)后可以覆蓋3個(gè)籃球場(chǎng),拉直長(zhǎng)度近70米,能夠橫跨足球場(chǎng),是世界上最大的環(huán)帆傘。
降落傘的加工是神舟飛船研制過(guò)程的關(guān)鍵一步。怎樣在有限的空間里保證1200平方米主傘的所有尺寸精準(zhǔn)到位是最讓團(tuán)隊(duì)頭疼的問(wèn)題。航天科技集團(tuán)五院508所降落傘研制中心組長(zhǎng)楊霞主要負(fù)責(zé)神舟十三號(hào)降落傘工藝的編制,以及設(shè)計(jì)加工工藝流程、細(xì)化工序內(nèi)容,并制定生產(chǎn)階段的產(chǎn)品質(zhì)量保證控制措施,解決降落傘加工過(guò)程中的技術(shù)難題。據(jù)她介紹,在產(chǎn)品復(fù)查環(huán)節(jié),該團(tuán)隊(duì)成員要從降落傘生產(chǎn)的全流程復(fù)查產(chǎn)品每一個(gè)零部件加工的一致性,要保證96根徑向帶加工后的線跡松緊度一致,確保每一根徑向帶長(zhǎng)度一致,確保產(chǎn)品質(zhì)量萬(wàn)無(wú)一失。C529CF8C-33C2-4BB4-A0C7-20AD51CBF8D0
13套裝備:探路者潛心研發(fā)太空服裝
早在2016年,探路者品牌就與中國(guó)航天在多個(gè)領(lǐng)域建立合作。中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心想要一款新型保暖睡毯,用于神舟十一號(hào)航天員落地出艙后保暖保障任務(wù),就由探路者承接試制任務(wù)。2017年,探路者與中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心合作,開(kāi)展航天戶外服裝及服裝新材料研發(fā)。2018年,探路者與深圳市綠航星際太空科技研究院達(dá)成進(jìn)一步協(xié)作,聯(lián)合成立“航天戶外服裝聯(lián)合研發(fā)中心”,開(kāi)展包括航天戶外服裝研發(fā)、戶外服裝新材料研發(fā)、戶外服裝試驗(yàn)和測(cè)試技術(shù)研究等課題合作。
今年,探路者為“神十三”航天員們配備了包括艙內(nèi)連體工作服、分體工作服、艙內(nèi)休閑服、節(jié)日服等在內(nèi)的共13套裝備物資,以及航天員出艙后身披的保暖毯。相比起“神十二”,探路者還增加了按照航天員要求特殊設(shè)計(jì)的艙內(nèi)服馬甲,科技指數(shù)大幅升級(jí)。
區(qū)別于日常鞋服,太空工作服的功能屬性更強(qiáng)、科技含量更高,唯有經(jīng)歷長(zhǎng)期積淀才能形成強(qiáng)勁的技術(shù)成果。這是探路者人深為自豪的一點(diǎn)。
值得一提的是,“神十三”凱旋的兩天前,4月14日,探路者攜手中國(guó)航天·太空創(chuàng)想品牌,再度推出系列聯(lián)名產(chǎn)品,將航天尖端科技融入產(chǎn)品之中,定義航天科技下的國(guó)潮新玩法。
薄壁加筋截錐:大型碳纖維復(fù)合材料助力神舟
神舟載人飛船用的大尺寸、多開(kāi)口推進(jìn)分系統(tǒng)主承力薄壁加筋截錐,是我國(guó)載人航天史上首次使用的大型碳纖維復(fù)合材料制品,也是我國(guó)自主研制的大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件。中國(guó)建材總院所屬哈玻院自1995年開(kāi)始承擔(dān)推進(jìn)艙承力截錐和氣瓶安裝支架兩個(gè)結(jié)構(gòu),產(chǎn)品為大尺寸、大開(kāi)口、薄壁(最薄處1.2mm)截錐結(jié)構(gòu),具有重量輕、強(qiáng)度高、精度高、承載能力大等特點(diǎn)。一直以來(lái),由哈玻院研制的高性能碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu),始終伴隨著神舟載人飛船的每一次成功發(fā)射,經(jīng)受住每一次考驗(yàn),為我國(guó)航天事業(yè)貢獻(xiàn)力量。
返回艙“防熱衣”: 蜂窩狀的防熱材料
在穿越大氣層過(guò)程中,神舟十三號(hào)返回艙和大氣層摩擦?xí)a(chǎn)生兩千多度的高溫,足以融化地球上大部分的物質(zhì),因此神舟飛船返回艙必須準(zhǔn)備“防熱衣”——一種蜂窩狀的防熱材料,在返回過(guò)程中,需要通過(guò)燃燒這種防熱材料來(lái)帶走熱量,從而保證航天員的安全。
據(jù)神舟十三號(hào)返回艙防熱結(jié)構(gòu)專項(xiàng)主任工程師梁馨介紹,此次為神舟研制的防熱材料有100多種,為了把材料的性能提到極致,要做大量的工作。蜂窩結(jié)構(gòu)的材質(zhì)在同樣密度的情況下強(qiáng)度最高,所以這次返回艙的防熱大底選擇了蜂窩這個(gè)結(jié)構(gòu)。C529CF8C-33C2-4BB4-A0C7-20AD51CBF8D0