“哈工大造”助力問天實驗艙

中新網哈爾濱7月25日電 (劉培香 記者 史軼夫)24日，中國空間站問天實驗艙在海南文昌航天發射場發射升空，入軌后順利完成狀態設置，于25日3時13分成功對接于天和核心艙前向端口。這是中國兩個20噸級航天器首次在軌實現交會對接，也是空間站有航天員在軌駐留期間首次進行空間交會對接。在此次任務中，哈爾濱工業大學多項研究成果助力問天實驗艙，再次彰顯航天第一校“尖兵”使命擔當。

問天實驗艙上的靈巧機械臂由哈工大機電學院劉宏院士、謝宗武教授團隊和中科院長光所聯合研制。機械臂長度約5米，最大負載可達3噸，安裝在問天實驗艙的氣閘艙段外部，通過抱爪結構的末端作用器與目標適配器相連，實現與艙體間電氣和信息的互聯互通。同時，機械臂可以通過問天實驗艙外部的目標適配器完成艙外的爬行和固連，實現覆蓋整個實驗艙艙段的操作維護。

為了應對空間碎片威脅，哈工大航天學院龐寶君教授團隊與北京空間飛行器總體設計部，聯合開發了專門針對問天實驗艙結構特點的空間碎片撞擊感知技術，并將其應用于問天實驗艙結構健康監測子系統的空間碎片撞擊監測模塊。該技術能夠對空間碎片撞擊事件進行實時感知、判別并定位，為航天員和地面控制人員及時采取應對措施提供依據，保護空間站和航天員安全。

問天實驗艙軸向全長17.9米，超越了國際空間站的任意艙段，比天和一號核心艙的軸向長度長1.3米，該艙段是世界上軸向長度最長的單體載人航天器。這一新型式大尺寸大慣量的航天器對接，是中國空間對接領域的新任務、新挑戰。

哈工大機電學院趙杰教授團隊研制的空間對接機構地面測試系列裝備，通過參數化載荷配置，使對接過程動能瞬時等效，確保這一特殊對接工況的準確模擬和高效驗證，圓滿完成空間對接機構研制各階段的地面測試任務，確保此次空間對接任務萬無一失。

空間站的“空調系統”是保障航天員生命安全的關鍵子系統之一。由于空間站外部的溫度變化范圍非常大，常規冷卻劑無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，給工作在這種介質中的流體回路泵軸承的抗腐蝕能力提出了巨大的挑戰，其抗腐蝕延壽是空間站核心艙和實驗艙研制的關鍵技術難題之一。材料學院王浪平教授團隊采用表面強化技術，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，達到了預定的設計壽命，為航天員的長期駐留提供了可靠的保障。

空間交會對接是現代航天器長期在軌運行期間不可缺少的操作，是載人航天活動三大基本技術之一。空間對接機構是實現空間飛行器間在軌的機械連接、建立航天器聯合飛行的組合體和安全分離的系統。王浪平教授團隊采用離子注入與沉積技術實現了硬度與成分雙梯度過渡復合表面強化層的制備，獲得了太空環境下的高抗磨損、自潤滑和防冷焊等性能，從而攻克了空間對接機構核心零件的表面強化難題，并研制了離子注入與沉積工業化裝備，為空間對接機構上50余個核心零件的表面強化提供了設備條件，實現了關鍵技術的自主可控，保障了神舟、天舟系列飛船、問天實驗艙與空間站核心艙等目標飛行器的可靠對接。