解放日?qǐng)?bào)頭版：東華“智造”織就空天強(qiáng)國(guó)夢(mèng)
從航天員專(zhuān)用服裝到航天器關(guān)鍵材料，一系列“頂天立地”科研成果對(duì)接國(guó)家使命
東華“智造”織就空天強(qiáng)國(guó)夢(mèng)
來(lái)源：解放日?qǐng)?bào) 作者：徐瑞哲 日期：2021-10-17
■本報(bào)記者 徐瑞哲
10月14日，翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員，身著東華大學(xué)航天員服裝研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)研制的常服，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心問(wèn)天閣集中亮相，開(kāi)啟神舟十三號(hào)載人飛船“星辰大?！敝?。
常服上，五角星的數(shù)量表明佩戴者執(zhí)行載人飛行任務(wù)的次數(shù)，前肩隱喻航天飛行軌跡的S形弧線(xiàn)與前胸象征勝利的V形直線(xiàn)拼條兩相呼應(yīng)……這是神舟十二號(hào)載人飛船發(fā)射后，短短4個(gè)月間，東華大學(xué)設(shè)計(jì)研發(fā)的保障航天員太空和地面工作生活全程的系列專(zhuān)用服裝，再次陪伴神舟“太空出差”。
為中國(guó)空間站一圓飛天夢(mèng)，為空天戰(zhàn)略織就強(qiáng)國(guó)夢(mèng)，新中國(guó)第一所紡織高等學(xué)府東華大學(xué)從1951年建校起，就擔(dān)當(dāng)“紡織強(qiáng)國(guó)”使命。他們?nèi)绾螒{借紡織、材料、設(shè)計(jì)等特色優(yōu)勢(shì)學(xué)科，完成神舟、天宮、北斗等任務(wù)，以一系列“頂天立地”的科研成果對(duì)接國(guó)家特需、服務(wù)國(guó)計(jì)民生？
量身打造太空華服
“中國(guó)航天員專(zhuān)用服裝是以功能性和工效性?xún)?yōu)先、兼具美觀(guān)性的多功能服裝?！睎|華大學(xué)航天員服裝研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人李俊教授介紹，各具功能的數(shù)十個(gè)種類(lèi)服裝，有的幫助航天員在長(zhǎng)時(shí)間太空飛行中對(duì)抗失重對(duì)人體肌肉的不利影響，有的呵護(hù)航天員調(diào)節(jié)他們的情緒狀態(tài)，有的還要考慮艙內(nèi)光線(xiàn)環(huán)境下進(jìn)行攝影、攝像和圖像傳輸后的顯示效果，還有的需要“天上飛、地上改”以最快速度從連體款改裝出分體款——可謂“一樣菜滿(mǎn)足百家胃”。這些的背后，是橫跨多個(gè)學(xué)科的二三十人構(gòu)成的“設(shè)計(jì)+工藝”團(tuán)隊(duì)。
起居“太空之家”也離不開(kāi)“居家鞋”?！翱紤]到艙內(nèi)的微重力環(huán)境以及飛船載人的重量要求，艙內(nèi)用鞋比老百姓日常穿的普通鞋要輕很多。”航天員艙內(nèi)用鞋研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人鄭嶸教授表示，在保證功能性基礎(chǔ)上，整個(gè)鞋底布滿(mǎn)中國(guó)元素，其鏤空設(shè)計(jì)源于“九天攬?jiān)隆钡淖瓡?shū)藝術(shù)設(shè)計(jì)感，外圈環(huán)繞的“周天星宿”紋樣周而復(fù)始，彰顯壯志凌云大國(guó)氣魄。
提前落子與時(shí)俱進(jìn)
因需而變，與時(shí)俱進(jìn)，東華人敏銳捕捉“大紡織”科學(xué)前沿，前瞻性調(diào)整攻關(guān)方向，直指空天。
20年前，東華就開(kāi)始考慮航天員“穿衣問(wèn)題”，承擔(dān)起艙外航天服關(guān)鍵材料研發(fā)任務(wù)。即使一無(wú)資料、二無(wú)實(shí)物，仍通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了紡織涂層和外層材料在抗高溫、抗輻射等方面的指標(biāo)突破。這種艙外服最外層的“盔甲”，比皮革還軟，比鏡片還薄，比手機(jī)還輕，妥妥地保護(hù)了神舟七號(hào)航天員翟志剛太空行走安全。
“貼身”再進(jìn)一步，研發(fā)提前落子。載人航天工程立項(xiàng)研究伊始，東華大學(xué)化工生物學(xué)院袁琴華教授團(tuán)隊(duì)從零開(kāi)始，研發(fā)航天衛(wèi)生材料。“太空馬桶”課題組相繼為多艘次飛船航天員提供“方便”，甚至預(yù)先為女航天員量身打造了專(zhuān)用款。
關(guān)鍵技術(shù)逐一攻克
航天器是擁有成千上萬(wàn)構(gòu)件的復(fù)雜系統(tǒng)，缺一不可又要萬(wàn)無(wú)一失，最怕被“卡脖子”。早在我國(guó)實(shí)施第一次載人航天飛行任務(wù)時(shí)，東華大學(xué)材料學(xué)院韓文爵高級(jí)工程師團(tuán)隊(duì)所研制的“航天飛行器高可靠鈍化玻璃”，就成功伴隨航天英雄楊利偉首飛。
作為航天器防熱層關(guān)鍵材料，航天級(jí)“高純粘膠基碳纖維”的品質(zhì)直接關(guān)系飛行成敗。因其原料要求極高、制備技術(shù)極難，當(dāng)時(shí)世界上只有幾個(gè)大國(guó)可制造，且對(duì)我國(guó)實(shí)行嚴(yán)格禁運(yùn)和技術(shù)封鎖。東華大學(xué)潘鼎教授領(lǐng)銜的碳纖維項(xiàng)目組臨危受命，采用棉漿基纖維素為原料，先后攻克“原絲、工藝、強(qiáng)度、排廢”等難關(guān)，苦戰(zhàn)4年終于研制成功，為我國(guó)空天事業(yè)提供關(guān)鍵性技術(shù)支持，后來(lái)還貢獻(xiàn)給大飛機(jī)等重大專(zhuān)項(xiàng)。
有意思的是，飛船的“翅膀”真是織出來(lái)的。從天宮一號(hào)、二號(hào)到天舟一號(hào)，它們那對(duì)太陽(yáng)能帆板的關(guān)鍵材料——半剛性電池基板玻璃纖維網(wǎng)格，就由東華大學(xué)紡織學(xué)院陳南梁教授團(tuán)隊(duì)用“玻璃纖維”編織而成。所謂紡織，通常是經(jīng)線(xiàn)、緯線(xiàn)十字交叉，而團(tuán)隊(duì)則在45°甚至20°等方向上再編一路，這樣的經(jīng)編網(wǎng)格更為“剛?cè)岵?jì)”。讓陳南梁難忘的是，研發(fā)過(guò)程中，“五六個(gè)人整天泡在廠(chǎng)里，甚至身邊博士生倒在沒(méi)有空調(diào)的車(chē)間直冒冷汗，經(jīng)歷種種失敗才最終告成”。這種電池基板形成中空結(jié)構(gòu)，不僅散熱性能好，而且可以雙面發(fā)電：向陽(yáng)一面吸收陽(yáng)光發(fā)電，背陽(yáng)一面也能利用地球反光發(fā)電。結(jié)果“天宮”長(zhǎng)期留軌，相比2年設(shè)計(jì)壽命大大延遲“退休”。
織雙翼、接天線(xiàn)，東華“智造”一一打通航天器瓶頸。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)星載天線(xiàn)金屬網(wǎng)主要靠進(jìn)口。也是陳南梁團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)了將只有頭發(fā)絲1/4細(xì)的鍍金鉬絲纖維合股加捻的技術(shù)突破，宛若為航天器撐起的一把太空傘，極大提高北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、移動(dòng)通信衛(wèi)星等多個(gè)系列衛(wèi)星的通訊能力，開(kāi)創(chuàng)我國(guó)衛(wèi)星采用自主研發(fā)金屬網(wǎng)天線(xiàn)的歷史。
