鄭州大學

《河南日報》頭版報道我校劉春太教授及其團隊持續15年研發航天面窗的先進事跡

發布時間:2021年11月15日 信息來源:河南日報

《河南日報》頭版報道我校劉春太教授及其團隊持續15年研發航天面窗的先進事跡

河南日報 2021年11月15日1版、3版 “大國重器背后的河南人”專欄


小小面窗 大大夢想


劉春太教授在實驗室。受訪者供圖

開欄的話

国内精自线一二三四2021給航天員當“眼睛”的航天面窗、盾構行業的標準編制、破解高層建筑救火的無人機綜合裝備……近年來中國科技“上天入地”,很多卓越成就的背后,都閃耀著河南創新的光芒。為深入落實省第十一次黨代會建設國家創新高地的要求,本報即日起推出“大國重器背后的河南人”系列報道,生動展現河南本土科技研發力量的風采,敬請關注。


河南科學家有話說

国内精自线一二三四2021格物而致知,科學和技術問題的解決都在細節上,都在持續的精益求精中。

国内精自线一二三四2021——鄭州大學橡塑模具國家工程研究中心執行主任劉春太


本報記者 史曉琪

2008年9月27日,中國航天員翟志剛身著我國自行研制的“飛天”宇航服在太空中留下了中國宇航員的身影。中國成為第三個掌握太空出艙技術的國家。

“當翟志剛透過頭盔上的航天面窗看到太空,向太空伸出雙臂,意味著中國航天工作者開始向太空伸出廣闊的觸角。作為航天面窗的研制者,我們無比自豪!”不負重托為國爭光的初心,是中國科學院院士、國家知識產權局局長、時任鄭州大學校長申長雨他們一次次穿越坎坷攀登高峰的無窮動力。

国内精自线一二三四20212021年9月17日,神舟十二號載人飛船返回艙順利著陸。在太空,聶海勝等3位航天員戴著鄭大研制的航天面窗,兩次在艙外作業時間均超6小時,經歷了長期太空環境下作業的考驗,也刷新了中國航天員單次飛行任務太空駐留時間的紀錄。

2021年11月7日,神舟十三號航天員翟志剛和王亞平,在“感覺良好”的心情中,再次在艙外作業6個小時以上。王亞平也成為我國首位出艙女航天員。

“神舟十二號、十三號上兩套面窗產品也是我們團隊研制的。從2006年開始,我們已持續工作15年,完成了我國多代航天服面窗的研制。”11月14日,鄭州大學橡塑模具國家工程研究中心執行主任劉春太自豪地說。

“持續工作15年”,云淡風輕幾個字,凝結著多少“從0到1”背后的曲折和波瀾,凝結著多少“山窮水盡”到“柳暗花明”背后的堅持和堅守。

看似普通的航天面窗,科技含量非常高,對材料、成型、模具,甚至制造環境都有著近乎苛刻的要求。它不僅是航天員的“眼睛”,也是航天員生命保障最關鍵的部件之一。

“航天面窗必須零缺陷。任何缺陷都會讓航天員暴露在太空中,面臨失壓、缺氧、低溫和輻射4大生命危險。”劉春太說。

在無任何經驗可借鑒的情況下,鄭州大學橡塑模具國家工程研究中心科研團隊一次次滿懷熱情地摸索,一次次面對殘酷的失敗,一次次在失望甚至絕望中重新再來,開展一系列國際首創的理論和試驗研究,包括爆破試驗、高沖擊理論和試驗、光學控制理論和試驗、低溫性能保持和試驗、殘余應力監測和控制等,最后采用光學級樹脂,結合數值模擬技術、精密模具優化設計技術,采用注塑成型方法,自主可控地研制出我國第一代出艙面窗產品。2008年,該團隊作為全國20家獲獎單位之一,榮獲“中國載人航天工程突出貢獻獎”。

国内精自线一二三四2021“我印象最深的是,再有不到一年‘神七’就要發射了,而我們研制的面窗卻在做水下試驗時出現了不可接受的缺陷,”劉春太說,“只能歸零處理,所有都得從頭再來,那種挫敗感讓人一輩子都忘不了。”

對祖國樸素而深沉的感情,是支撐他們永不言棄的力量。

国内精自线一二三四2021“2008年‘神七’發射成功后,2010年美國專門出了一個關于中國航天服的報告,指出中國的艙外活動只持續了不到20分鐘,沒有經歷長期的艙外作業考驗。新一代航天面窗的研制面臨更大挑戰。”劉春太說。

2012年,鄭州大學聯合中國科學技術大學、中國科學院數學與系統科學研究院等高校和科研院所,承擔了國家973計劃項目“高聚物成型模擬及模具設計制造中的關鍵問題研究”,以新一代航天面窗研制為背景,經過4年研究取得了一系列成果,并成功應用到新一代航天面窗的研制中,使航天面窗有了更長的壽命、更高的安全可靠性。

載人航天未來的發展趨勢是載人月球探測,我國對載人月球探測已形成總體共識和初步方案,相關工作正在穩步推進。

国内精自线一二三四2021新的難關亟待攻克。比如月球探測中的月塵問題,帶靜電的呈鋸齒狀和不規則形狀的月塵,化學反應性強,有時還帶磁性,會強烈吸附到航天器和月面作業的宇航員服裝表面,產生機械阻塞、表面磨損、熱控問題、密封失效諸多巨大危害,此外還要解決防輻射問題,這對航天服材料提出了很高要求。

“研制適合月面工作的航天服材料,是我們下一步的工作重點。”劉春太說。

国内精自线一二三四2021除此之外,他們團隊正在探索國家戰略超大超厚深腔殼體注塑成型和模具技術,研發全球最大的注塑機、最大的注塑模具和注塑產品。

為科技強國貢獻更多河南科技工作者的力量,是他們闖關爬坡的不竭動力,也是他們孜孜以求的質樸夢想。


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