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北京日報客戶端 | 記者 劉蘇雅 通訊員 鄭世貴 范晶巖

從天和核心艙順利入軌至今，中國空間站已在軌安全運行一年多，經(jīng)受住了惡劣空間環(huán)境的嚴峻考驗，保障了航天員安全順利出艙，成功完成多項任務(wù)。這背后，少不了一套固若金湯的“防護鎧甲”——航天科技集團五院總體設(shè)計部空間碎片防護設(shè)計團隊用20年的技術(shù)積累，為空間站長期在軌安全運行提供強大的空間碎片防護能力。

宇宙無垠，但空間軌道資源并不是無限的。最具應(yīng)用價值的地球軌道主要集中在2000公里以下的軌道區(qū)域，但這里也是空間碎片的“集散地”。早在2002年，五院就開始組建空間碎片團隊，在人員、資料缺乏的情況下，短短幾年時間就成功完成了一系列相關(guān)課題的研究，突破了多項數(shù)學(xué)建模、編程語言開發(fā)、編程算法推演等多項關(guān)鍵技術(shù)，成功開發(fā)了“空間碎片風險評估與防護設(shè)計軟件”，達到國際同類軟件的先進水平。

在“天宮一號”空間碎片評估及防護設(shè)計工作中，團隊就充分利用艙外原有的輻射器作為防護板，在只增加了支撐柱重量情況下，把艙體防護能力提高了3倍多，并且通過把輻射器管路更改為內(nèi)藏式設(shè)計，顯著減小了輻射器管路的單點失效概率。

2011年9月29日，天宮一號發(fā)射成功，作為我國首個空間碎片防護設(shè)計的航天器，在軌四年半的時間里經(jīng)受住了空間碎片環(huán)境的考驗，我國空間碎片防護技術(shù)取得重大突破。

中國空間站有更長的在軌時間、更大的組裝規(guī)模、更苛刻的防護需求。團隊首先攻克材料關(guān)，獨辟蹊徑提出了“基于沖擊壓力的防護材料評估方法”，簡單有效地從幾十種復(fù)合材料中，篩選出了具有防護潛力的兩種材料。再又通過數(shù)百次數(shù)值仿真計算和試驗，掌握了復(fù)合材料重量和位置等參數(shù)對防護性能的影響規(guī)律。后續(xù)，設(shè)計師可以根據(jù)需求輕松設(shè)計出最優(yōu)性能的防護結(jié)構(gòu)。

目前，先進防護結(jié)構(gòu)已成功應(yīng)用于空間站天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙，我國空間站防護結(jié)構(gòu)性能指標達到國際先進水平。

標簽： 防護設(shè)計 復(fù)合材料 技術(shù)積累