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7月24日，中國(guó)空間站問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙在海南文昌發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空，入軌后順利完成狀態(tài)設(shè)置，于25日3時(shí)13分成功對(duì)接于天和核心艙前向端口。這是我國(guó)兩個(gè)20噸級(jí)航天器首次在軌實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接，也是空間站有航天員在軌駐留期間，首次進(jìn)行空間交會(huì)對(duì)接。在此次任務(wù)中，我校多項(xiàng)研究成果助力問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙，再次彰顯航天第一?！凹獗笔姑鼡?dān)當(dāng)。

實(shí)驗(yàn)艙靈巧機(jī)械臂升空助力空間站建設(shè) “雙臂合一”后可實(shí)現(xiàn)空間站三艙操作

問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙上的靈巧機(jī)械臂由我校機(jī)電學(xué)院劉宏院士、謝宗武教授團(tuán)隊(duì)和中科院長(zhǎng)光所聯(lián)合研制。機(jī)械臂長(zhǎng)度約5米，最大負(fù)載可達(dá)3噸，安裝在問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙段外部，通過(guò)抱爪結(jié)構(gòu)的末端作用器與目標(biāo)適配器相連，實(shí)現(xiàn)與艙體間電氣和信息的互聯(lián)互通。同時(shí)，機(jī)械臂可以通過(guò)問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙外部的目標(biāo)適配器完成艙外的爬行和固連，實(shí)現(xiàn)覆蓋整個(gè)實(shí)驗(yàn)艙艙段的操作維護(hù)。

實(shí)驗(yàn)艙的靈巧機(jī)械臂不僅能夠完成航天員出艙活動(dòng)支持、艙外狀態(tài)檢查等任務(wù)，也可以結(jié)合其自身運(yùn)動(dòng)靈活、定位精準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)，執(zhí)行各類艙外載荷和平臺(tái)設(shè)備的安裝、拆卸、維護(hù)和照料等精細(xì)操作。同時(shí)，它也可以通過(guò)一個(gè)機(jī)械臂轉(zhuǎn)接件與10米長(zhǎng)的核心艙機(jī)械臂組合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)雙臂間電氣和信息的互聯(lián)互通?！半p臂合一”后，整個(gè)機(jī)械臂系統(tǒng)可達(dá)范圍能夠拓展為14.5米，活動(dòng)范圍可直接覆蓋空間站3個(gè)艙段，滿足了跨艙段、全空間站大范圍的不同位置精細(xì)作業(yè)需求，為我國(guó)空間站在軌建造提供了有力保障。

據(jù)悉，連接兩個(gè)機(jī)械臂的轉(zhuǎn)接件已于2021年11月7日由神舟十三號(hào)航天員乘組順利安裝在核心艙外側(cè)。其中，連接實(shí)驗(yàn)艙靈巧機(jī)械臂的部分由我校機(jī)電學(xué)院劉宏院士、謝宗武教授團(tuán)隊(duì)和中科院長(zhǎng)光所聯(lián)合研制。

空間碎片撞擊在軌感知技術(shù)成功應(yīng)用 保護(hù)空間站和航天員安全

為了應(yīng)對(duì)空間碎片威脅，航天學(xué)院龐寶君教授團(tuán)隊(duì)與北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部，聯(lián)合開(kāi)發(fā)了專門(mén)針對(duì)問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的空間碎片撞擊感知技術(shù)，并將其應(yīng)用于問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的空間碎片撞擊監(jiān)測(cè)模塊。該技術(shù)能夠?qū)臻g碎片撞擊事件進(jìn)行實(shí)時(shí)感知、判別并定位，為航天員和地面控制人員及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施提供依據(jù)，保護(hù)空間站和航天員安全。

龐寶君教授帶領(lǐng)的空間碎片高速撞擊研究中心，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)我國(guó)載人航天發(fā)展過(guò)程中大尺寸、長(zhǎng)壽命、高可靠載人空間站對(duì)于實(shí)時(shí)感知空間碎片撞擊的需求，提前謀劃，早在2004年就在國(guó)內(nèi)率先提出并開(kāi)展基于聲發(fā)射的空間碎片撞擊在軌感知技術(shù)研究。多年來(lái)，在國(guó)家有關(guān)部門(mén)和學(xué)校的大力支持下，龐寶君教授團(tuán)隊(duì)圍繞超高速撞擊判別、定位及結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別，在基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題提出、理論分析模型建立、技術(shù)方法開(kāi)發(fā)等方面，取得了一系列原創(chuàng)性成果。通過(guò)技術(shù)集成，團(tuán)隊(duì)研制了空間碎片撞擊在軌感知系統(tǒng)原理樣機(jī)，為工程應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

據(jù)了解，龐寶君教授團(tuán)隊(duì)與北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部已于2021年4月在天和核心艙上首次成功實(shí)現(xiàn)了同類技術(shù)的工程應(yīng)用。

空間對(duì)接機(jī)構(gòu)地面測(cè)試系列裝備圓滿完成任務(wù) 確?？臻g對(duì)接任務(wù)萬(wàn)無(wú)一失

問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射對(duì)接，是空間站首次在有人的狀態(tài)下迎接航天器來(lái)訪對(duì)接。

問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙軸向全長(zhǎng)17.9米，超越了國(guó)際空間站的任意艙段，比天和一號(hào)核心艙的軸向長(zhǎng)度長(zhǎng)1.3米，該艙段是世界上軸向長(zhǎng)度最長(zhǎng)的單體載人航天器。這一新型式大尺寸大慣量的航天器對(duì)接，是我國(guó)空間對(duì)接領(lǐng)域的新任務(wù)、新挑戰(zhàn)。

機(jī)電學(xué)院趙杰教授團(tuán)隊(duì)研制的空間對(duì)接機(jī)構(gòu)地面測(cè)試系列裝備，通過(guò)參數(shù)化載荷配置，使對(duì)接過(guò)程動(dòng)能瞬時(shí)等效，確保這一特殊對(duì)接工況的準(zhǔn)確模擬和高效驗(yàn)證，圓滿完成空間對(duì)接機(jī)構(gòu)研制各階段的地面測(cè)試任務(wù)，確保此次空間對(duì)接任務(wù)萬(wàn)無(wú)一失。

提升空間站“空調(diào)系統(tǒng)”工作壽命 保障航天員長(zhǎng)期駐留

空間站的“空調(diào)系統(tǒng)”是保障航天員生命安全的關(guān)鍵子系統(tǒng)之一。由于空間站外部的溫度變化范圍非常大，常規(guī)冷卻劑無(wú)法滿足這種大溫差范圍的需求，必須采用一種特殊的具有一定腐蝕性的冷卻介質(zhì)，給工作在這種介質(zhì)中的流體回路泵軸承的抗腐蝕能力提出了巨大的挑戰(zhàn)，其抗腐蝕延壽是空間站核心艙和實(shí)驗(yàn)艙研制的關(guān)鍵技術(shù)難題之一。材料學(xué)院王浪平教授團(tuán)隊(duì)采用表面強(qiáng)化技術(shù)，解決了流體回路泵軸承的抗腐蝕難題，使其工作壽命得到大幅度提升，達(dá)到了預(yù)定的設(shè)計(jì)壽命，為航天員的長(zhǎng)期駐留提供了可靠的保障。

攻克空間對(duì)接機(jī)構(gòu)表面強(qiáng)化難題 實(shí)現(xiàn)“問(wèn)天”“天和”可靠對(duì)接

空間交會(huì)對(duì)接是現(xiàn)代航天器長(zhǎng)期在軌運(yùn)行期間不可缺少的操作，是載人航天活動(dòng)三大基本技術(shù)之一?？臻g對(duì)接機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)空間飛行器間在軌的機(jī)械連接、建立航天器聯(lián)合飛行的組合體和安全分離的系統(tǒng)。王浪平教授團(tuán)隊(duì)采用離子注入與沉積技術(shù)實(shí)現(xiàn)了硬度與成分雙梯度過(guò)渡復(fù)合表面強(qiáng)化層的制備，獲得了太空環(huán)境下的高抗磨損、自潤(rùn)滑和防冷焊等性能，從而攻克了空間對(duì)接機(jī)構(gòu)核心零件的表面強(qiáng)化難題，并研制了離子注入與沉積工業(yè)化裝備，為空間對(duì)接機(jī)構(gòu)上50余個(gè)核心零件的表面強(qiáng)化提供了設(shè)備條件，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的自主可控，保障了神舟、天舟系列飛船、問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙與空間站核心艙等目標(biāo)飛行器的可靠對(duì)接。

金屬橡膠技術(shù)應(yīng)用于長(zhǎng)五B遙三火箭 助力問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射成功

機(jī)電學(xué)院姜洪源教授團(tuán)隊(duì)研制的HIT-1型金屬橡膠阻尼環(huán)再次成功應(yīng)用于長(zhǎng)征五號(hào)B遙三運(yùn)載火箭發(fā)射任務(wù)，助力問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射圓滿成功。

該阻尼環(huán)作為發(fā)動(dòng)機(jī)重要結(jié)構(gòu)件，應(yīng)用于芯一級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)遙測(cè)信號(hào)傳輸系統(tǒng)，解決了發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的抗震減振技術(shù)難題，有效減輕火箭大過(guò)載、大震動(dòng)對(duì)信號(hào)傳輸裝置帶來(lái)的負(fù)面干擾，提高了信號(hào)連續(xù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，為液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作提供了支撐。

金屬橡膠阻尼環(huán)以金屬絲為原材料，不僅具有耐高低溫、大溫差及大過(guò)載的優(yōu)良性能，而且具有橡膠一樣的彈性。該研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合航空航天不同的背景需求，從理論分析、研發(fā)設(shè)計(jì)、工藝制備、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及質(zhì)量保證等全方位進(jìn)行了系統(tǒng)深入研究，金屬橡膠技術(shù)已成功助力天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器發(fā)射、嫦娥五號(hào)探測(cè)器發(fā)射和長(zhǎng)征七號(hào)遙四運(yùn)載火箭發(fā)射。