神舟飛船換新「皮膚」 新型熱控塗層首次應用

神舟十二號載人飛船有着一身銀閃閃,炫酷時尚的嶄新「皮膚」(中新社)

(大公文匯網記者 劉凝哲 酒泉報道)時隔五年後,神舟飛船再一次護送航天員往返天地,與身着灰色調外衣的前輩相比,神舟十二號載人飛船有着一身銀閃閃,炫酷時尚的嶄新「皮膚」。這件靚麗的「外衣」,就是由航天科技集團五院529廠歷時兩年精心研製的一款新型低吸收-低發射熱控塗層。

據介紹,和以往神舟載人飛船的任務相比,這次神舟飛船在空間站停留的時間更久,面對的空間環境也更加惡劣。屆時,神舟十二載人飛船迎向太陽側的艙體表面溫度將達到 90℃,而背向太陽側的艙體表面溫度則達到-30℃。這種溫度差將對神舟飛船內部的空氣溫度造成嚴重波動,航天員的生活環境與多種精密設備在艙內也會受到影響。除了溫度的問題,長時間的太空停留,還會使飛船經歷持久的空間高強度紫外照射,以及多種帶電粒子配合高速原子氧的不斷轟擊,材料損耗將非常嚴重。因此,給飛船穿一件特製的「外衣」就顯得尤為必要了。

航天科技集團五院的專家介紹,這件「外衣」學名低吸收-低發射熱控塗層,是一種噴塗在航天器外表面的熱控制材料。在空間沒有熱對流與熱傳導的高真空環境下,只有通過像熱控塗層這種以熱輻射形式進行溫度變化的方法,才能達到設計人員預期的艙外表面溫度。而低吸收-低發射熱控塗層可以通過它自身對太陽輻照的低吸收強反射能力,大大減少飛船受太陽長時間輻照的內部溫度升溫現象,再通過它自身的極低的紅外發射特性,在飛船處於背陽面時期減少輻射漏熱,大大減緩艙內溫度下降速率,起到保溫效果。

此外,這件「外衣」還要具備抵抗空間中時時刻刻的高能紫外輻照、原子氧轟擊以及多種高能粒子與電離輻射的攻擊,為神舟十二號載人飛船全方位做到外部保護屏障,可謂是全天時無間斷全效防護服。

據介紹,這件「外衣」採用了中國以往熱控塗層領域中從沒有過的類型。為了研發出這種新型功能材料,研發團隊確定了熱控塗層低吸收與低發射兩項關鍵技術指標,再以這兩項技術指標為出發點,開展塗層的設計、仿真、製備、檢測及工程實施等一系列研發工作。在反覆的試驗過程中,通過一次次的總結與改進,研製團隊歷時兩年努力,從新型低吸收低發射熱控塗層初期的研製,到神舟十二號載人飛船塗裝,再到後續所有載人飛船陸續換裝應用,突破了多項塗層研製的關鍵技術,成功實現了符合預期設計要求的全新塗層材料,確保了航天員能夠有一個更加舒適的艙內環境,順利完成後續各項任務。