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 “神舟”這一承載著中華民族千年飛天夢(mèng)的光輝名字，已經(jīng)傳遍大地。近日，神舟12號(hào)載人飛船再次擔(dān)負(fù)重任，在長(zhǎng)征二號(hào)F遙十二運(yùn)載火箭的幫助下載著3名航天員駛向太空，與天和核心艙完成對(duì)接，隨后便是歷史性的一刻——中國(guó)航天員首次進(jìn)入自己的空間站。在這歷史性時(shí)刻的背后，化工行業(yè)也為中國(guó)的航天事業(yè)作出了一份貢獻(xiàn)。這一次，在“生命之舟”的背后，有哪些化工材料扮演了重要角色?

　　熱控制材料：為神舟飛船披新衣

　　這一次，神舟12號(hào)載人飛船與身著灰色調(diào)外衣的“前輩”相比，更加靚麗。這件外衣是由航天科技集團(tuán)五院529廠歷時(shí)兩年精心研制的一款新型低吸收、低發(fā)射熱控涂層。

　　此次飛船要比以往在太空停留的時(shí)間更久，面對(duì)的空間環(huán)境也更加惡劣。由于飛船迎向太陽(yáng)側(cè)的艙體表面溫度將高達(dá)90℃，背向太陽(yáng)側(cè)的艙體表面溫度則低至-30℃。這種溫差將對(duì)神舟飛船內(nèi)部的空氣溫度造成嚴(yán)重波動(dòng)，航天員的生活環(huán)境與多種精密設(shè)備在艙內(nèi)也會(huì)受到影響。不僅如此，長(zhǎng)時(shí)間的太空停留，還會(huì)使飛船經(jīng)歷持久的高強(qiáng)度紫外線照射，材料損耗將非常嚴(yán)重。因此，給神舟飛船穿一件特制的外衣就顯得尤為必要。

　　這件低吸收、低發(fā)射熱控涂層的外衣，是一種噴涂在航天器外表面的熱控制材料。它具備對(duì)太陽(yáng)輻照的低吸收強(qiáng)反射能力，可以減少飛船受太陽(yáng)長(zhǎng)時(shí)間輻照導(dǎo)致的內(nèi)部升溫現(xiàn)象，再通過(guò)極低的紅外發(fā)射特性，在飛船處于背陽(yáng)面時(shí)減少輻射漏熱，減緩艙內(nèi)溫度下降速率，起到保溫效果。不僅如此，這款外衣還具備抵抗空間中高能紫外輻照、原子氧轟擊以及多種高能粒子與電離輻射攻擊的功能，成為飛船外部的保護(hù)屏障。

　　高強(qiáng)度碳纖維：保障神舟平穩(wěn)運(yùn)行

　　飛船內(nèi)還應(yīng)用了各類高端材料及智能化技術(shù)，保障了航天員的正常工作、生命安全及飛船的平穩(wěn)運(yùn)行。

　　碳纖維作為一種新興材料，它的重量輕過(guò)鋁，卻擁有著比鋼鐵更為堅(jiān)固的強(qiáng)度，而且還具備耐高溫、耐腐蝕、抗沖擊、抗疲勞等優(yōu)良特質(zhì)，廣泛應(yīng)用于航空航天制造業(yè)領(lǐng)域。在此次神舟飛船發(fā)射和返回過(guò)程中設(shè)計(jì)人員為航天員設(shè)計(jì)出高強(qiáng)度碳纖維材料的操縱棒，其操縱棒把手根據(jù)航天員手掌的正常抓握狀態(tài)進(jìn)行賦型設(shè)計(jì)，能夠極大滿足航天員操作過(guò)程中的舒適度要求。同時(shí)，操縱棒桿體可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件在一定范圍內(nèi)任意調(diào)整操縱棒長(zhǎng)度，并且桿體采用高強(qiáng)度碳纖維材料，實(shí)現(xiàn)手感舒適的要求。

　　此外，在技術(shù)性能上，飛船的智能化水平也在不斷提升，內(nèi)部主要由飛船控制計(jì)算機(jī)自主計(jì)算和執(zhí)行軌道控制。在芯片方面，此次飛船進(jìn)行了多項(xiàng)國(guó)產(chǎn)化芯片應(yīng)用改進(jìn)，具有高精度、低老化、抗震溫補(bǔ)晶振等性能，優(yōu)于進(jìn)口。元器件和原材料全面實(shí)現(xiàn)自主可控，飛船使用的控制計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)完全使用國(guó)產(chǎn)CPU芯片。

　　高性能纖維：讓航天員太空漫步

　　這一次，航天員將穿上國(guó)產(chǎn)艙外服開展出艙活動(dòng)及艙外作業(yè)。與之前的艙外服相對(duì)比，全新一代艙外服不僅在設(shè)計(jì)中增添了許多新元素，還優(yōu)化了更多功能。

　　“太空環(huán)境非常復(fù)雜，強(qiáng)宇宙射線輻射、極大的溫差、微重力以及高真空等特點(diǎn)會(huì)對(duì)航天員產(chǎn)生直接影響，甚至威脅生命安全。如果沒有艙外服的保護(hù)，就不能實(shí)現(xiàn)出艙作業(yè)。所以艙外航天服的設(shè)計(jì)有非常多需要考慮的地方，還需要高科技的支持。”南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院教授聞新介紹。

　　據(jù)了解，新一代艙外服總共有6層。由特殊防靜電處理過(guò)的棉布織成的舒適層，橡膠質(zhì)地的備份氣密層，復(fù)合關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)組成的主氣密層，滌綸面料的限制層，通過(guò)熱反射來(lái)實(shí)現(xiàn)隔熱的隔熱層，以及最外面的外防護(hù)層。外層的防護(hù)材料可耐受±100℃以上的溫差變化。可以連續(xù)工作6小時(shí)，最長(zhǎng)可以達(dá)到8小時(shí)，最大限度保證航天員出艙活動(dòng)時(shí)的安全，并開展一系列的空間站復(fù)雜操作和相關(guān)載荷試驗(yàn)。

　　在航天員的艙內(nèi)用鞋方面，東華大學(xué)航天員艙內(nèi)用鞋研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、東華大學(xué)國(guó)際時(shí)尚科創(chuàng)中心教授鄭嶸介紹，艙內(nèi)用鞋的材料以熱塑材料、混紡針織材料為主，保證了航天員在飛船艙內(nèi)及空間站失重環(huán)境下進(jìn)行活動(dòng)時(shí)腳部的舒適和安全。同時(shí)，考慮到艙內(nèi)的微重力狀態(tài)以及飛船載人的重量要求，艙內(nèi)用鞋比日常百姓穿的普通鞋要輕很多。

　　聚碳酸酯共聚物：清晰探索神秘宇宙

　　艙外服頭盔面窗可謂是航天員的“眼睛”，不僅要給航天員提供清晰、良好的視野，也是航天員生命保障最關(guān)鍵的部件之一。

　　鄭州大學(xué)橡塑模具國(guó)家工程研究中心執(zhí)行主任、教授劉春太介紹：“作為航天服最薄弱的環(huán)節(jié)，面對(duì)巨大的氣壓，面窗有任何裂紋，都可能讓航天員面臨生命危險(xiǎn)。”據(jù)了解，艙外服頭盔面窗所用材料由聚碳酸酯或聚碳酸酯的共聚混合物組成。為了提高航天面窗的抗老化性能，項(xiàng)目組研究了聚碳酸酯熱穩(wěn)定性，使得頭盔面窗具有高抗沖擊性、高光譜透過(guò)率等特點(diǎn)，能對(duì)300℃溫差說(shuō)“不”的面窗產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)完全滿足航天要求。