北京時間2022年5月10日01時56分，搭載天舟四號貨運飛船的長征七號遙五運載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場點火發(fā)射，約10分鐘后，飛船與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道，02時23分，飛船太陽能帆板順利展開工作，發(fā)射取得圓滿成功。08時54分，天舟四號貨運飛船與在軌運行的空間站組合體成功交會對接。
這是我國載人航天工程的第22次發(fā)射任務(wù)，是空間站建設(shè)從關(guān)鍵技術(shù)驗證階段轉(zhuǎn)入在軌建造階段的首次發(fā)射任務(wù)。此次任務(wù)中，中國航天科工三院研制的一系列技術(shù)和產(chǎn)品成功護(hù)航天舟四號太空“送貨”。
千錘百煉只為精準(zhǔn)可靠
本次任務(wù)中，中國航天科工三院33所研制的石英撓性加速度計出色完成了微重力環(huán)境下加速度的測量任務(wù)，幫助飛船精準(zhǔn)把握速度和位置。
加速度計作為一種能夠精準(zhǔn)測量速度變化的儀器，不僅僅是應(yīng)用于航天的“獨門絕技”，它還廣泛應(yīng)用于我們生活的方方面面，大到汽車的姿態(tài)感應(yīng)，小到手機(jī)的運動傳感，加速度計為我們的便捷生活提供了重要助力?？墒?，要成為一支能夠上太空的加速度計，卻并非易事。
據(jù)研制團(tuán)隊專家魏超介紹，隨著航天器飛行高度的增加，空氣將越來越稀薄，最終接近于真空。在這樣的微重力環(huán)境下，測量航天器姿態(tài)調(diào)整所產(chǎn)生的細(xì)微加速度將十分艱難。
魏超表示，如果地表重力環(huán)境下測量加速度的難度好比觀察一個鐵球落在地面產(chǎn)生的影響，那么在微重力環(huán)境下測量加速度就相當(dāng)于觀察一根頭發(fā)絲落在地面產(chǎn)生的影響。
除了精度更高的要求外，復(fù)雜的太空環(huán)境也會讓“敏感”的加速度計“鬧脾氣”，溫度、壓力等條件不合適都有可能導(dǎo)致任務(wù)失敗。為此，每一支想要“上天”的石英撓性加速度計都必須經(jīng)過千錘百煉。溫度循環(huán)、振動沖擊、低氣壓、離心實驗等模擬太空苛刻環(huán)境下的實驗驗證必不可少，加速度計“航天員”們既要穿上一套密不透風(fēng)的“航天服”保證內(nèi)部氣體不會泄露，又要帶上保證溫度的“電暖寶”精準(zhǔn)控溫，為石英撓性加速度計在真空環(huán)境中工作提供一個堅實的屏障。
“VIP”材料再立新功
中國航天科工三院306所研制的真空絕熱板應(yīng)用在飛船的“低溫鎖柜”上，為具有強(qiáng)溫度敏感性的關(guān)鍵物資提供隔熱保護(hù)。
在天舟貨運飛船運送的物資中，某些關(guān)鍵的醫(yī)療檢測和保障物資等具有較強(qiáng)的溫度敏感性，需要存儲在“低溫鎖柜”中，類似于人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫谋?。雖然在功能上都是隔熱保溫，但天舟上的“冰箱”對其隔熱保溫材料的要求更高。所選用的材料不僅要求保溫效果出眾，還必須滿足重量輕、體積小、絕對阻燃等特性，在滿足穩(wěn)定安全和保溫隔熱基礎(chǔ)功能的前提下實現(xiàn)最大程度的減重和提高飛船內(nèi)部的空間利用效率。
為了打造天舟上的“冰箱”，306所技術(shù)團(tuán)隊將目光對準(zhǔn)了氣凝膠。氣凝膠又被稱干凝膠、藍(lán)煙或者凍結(jié)的煙，是由膠體粒子或高聚物分子相互聚集構(gòu)成的一種具有三維立體納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的材料，具有低密度、低熱導(dǎo)率、高熱穩(wěn)定、高吸附性、隔音等獨特性能，被譽(yù)為“改變世界的神奇材料”。
但是天舟4號貨運飛船低溫鎖柜用保溫材料要求的熱導(dǎo)率要比氣凝膠更低，為了解決這一難題，團(tuán)隊決定以現(xiàn)有氣凝膠材料為基材，通過特殊工藝將氣凝膠材料“真空化”，制備成真空絕熱板。這樣，材料的熱導(dǎo)率可以降低至原來的一半，在滿足熱導(dǎo)率指標(biāo)要求的基礎(chǔ)上，還具備了優(yōu)異的隔氣性和耐刺穿性。
據(jù)介紹，天舟四號貨運飛船裝載了神舟十四號3名航天員6個月在軌駐留消耗品、推進(jìn)劑、應(yīng)用實（試）驗裝置和樣品材料、備品備件及部分載荷等物資，交會對接完成后，將轉(zhuǎn)入組合體飛行段。
