7月24日，中國空間站問天實驗艙在海南文昌發(fā)射場發(fā)射升空，入軌后順利完成狀態(tài)設(shè)置，于25日3時13分成功對接于天和核心艙前向端口。這是我國兩個20噸級航天器首次在軌實現(xiàn)交會對接，也是空間站有航天員在軌駐留期間，首次進(jìn)行空間交會對接。在此次任務(wù)中，我校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(dān)當(dāng)。 

 實驗艙靈巧機(jī)械臂升空助力空間站建設(shè)   “雙臂合一”后可實現(xiàn)空間站三艙操作

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

實驗艙的靈巧機(jī)械臂不僅能夠完成航天員出艙活動支持、艙外狀態(tài)檢查等任務(wù)，也可以結(jié)合其自身運動靈活、定位精準(zhǔn)的優(yōu)點，執(zhí)行各類艙外載荷和平臺設(shè)備的安裝、拆卸、維護(hù)和照料等精細(xì)操作。同時，它也可以通過一個機(jī)械臂轉(zhuǎn)接件與10米長的核心艙機(jī)械臂組合起來，實現(xiàn)雙臂間電氣和信息的互聯(lián)互通?！半p臂合一”后，整個機(jī)械臂系統(tǒng)可達(dá)范圍能夠拓展為14.5米，活動范圍可直接覆蓋空間站3個艙段，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，為我國空間站在軌建造提供了有力保障。

據(jù)悉，連接兩個機(jī)械臂的轉(zhuǎn)接件已于2021年11月7日由神舟十三號航天員乘組順利安裝在核心艙外側(cè)。其中，連接實驗艙靈巧機(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)隊和中科院長光所聯(lián)合研制。

空間站實驗艙靈巧機(jī)械臂發(fā)射狀態(tài)

 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)對空間碎片威脅，航天學(xué)院龐寶君教授團(tuán)隊與北京空間飛行器總體設(shè)計部，聯(lián)合開發(fā)了專門針對問天實驗艙結(jié)構(gòu)特點的空間碎片撞擊感知技術(shù)，并將其應(yīng)用于問天實驗艙結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測子系統(tǒng)的空間碎片撞擊監(jiān)測模塊。該技術(shù)能夠?qū)臻g碎片撞擊事件進(jìn)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(yīng)對措施提供依據(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)測我國載人航天發(fā)展過程中大尺寸、長壽命、高可靠載人空間站對于實時感知空間碎片撞擊的需求，提前謀劃，早在2004年就在國內(nèi)率先提出并開展基于聲發(fā)射的空間碎片撞擊在軌感知技術(shù)研究。多年來，在國家有關(guān)部門和學(xué)校的大力支持下，龐寶君教授團(tuán)隊圍繞超高速撞擊判別、定位及結(jié)構(gòu)損傷識別，在基礎(chǔ)科學(xué)問題提出、理論分析模型建立、技術(shù)方法開發(fā)等方面，取得了一系列原創(chuàng)性成果。通過技術(shù)集成，團(tuán)隊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)隊與北京空間飛行器總體設(shè)計部已于2021年4月在天和核心艙上首次成功實現(xiàn)了同類技術(shù)的工程應(yīng)用。

空間對接機(jī)構(gòu)地面測試系列裝備圓滿完成任務(wù)  確保空間對接任務(wù)萬無一失

 問天實驗艙發(fā)射對接，是空間站首次在有人的狀態(tài)下迎接航天器來訪對接。

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，是我國空間對接領(lǐng)域的新任務(wù)、新挑戰(zhàn)。

機(jī)電學(xué)院趙杰教授團(tuán)隊研制的空間對接機(jī)構(gòu)地面測試系列裝備，通過參數(shù)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(zhǔn)確模擬和高效驗證，圓滿完成空間對接機(jī)構(gòu)研制各階段的地面測試任務(wù)，確保此次空間對接任務(wù)萬無一失。

空間對接機(jī)構(gòu)地面測試系列裝備

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

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驗艙研制的關(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)計壽命，為航天員的長期駐留提供了可靠的保障。

攻克空間對接機(jī)構(gòu)表面強(qiáng)化難題  實現(xiàn)“問天”“天和”可靠對接

空間交會對接是現(xiàn)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(shù)之一?？臻g對接機(jī)構(gòu)是實現(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)隊采用離子注入與沉積技術(shù)實現(xiàn)了硬度與成分雙梯度過渡復(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、自潤滑和防冷焊等性能，從而攻克了空間對接機(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，為空間對接機(jī)構(gòu)上50余個核心零件的表面強(qiáng)化提供了設(shè)備條件，實現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的自主可控，保障了神舟、天舟系列飛船、問天實驗艙與空間站核心艙等目標(biāo)飛行器的可靠對接。

 金屬橡膠技術(shù)應(yīng)用于長五B遙三火箭  助力問天實驗艙發(fā)射成功

 機(jī)電學(xué)院姜洪源教授團(tuán)隊研制的HIT-1型金屬橡膠阻尼環(huán)再次成功應(yīng)用于長征五號B遙三運載火箭發(fā)射任務(wù)，助力問天實驗艙發(fā)射圓滿成功。

該阻尼環(huán)作為發(fā)動機(jī)重要結(jié)構(gòu)件，應(yīng)用于芯一級火箭發(fā)動機(jī)遙測信號傳輸系統(tǒng)，解決了發(fā)動機(jī)測控系統(tǒng)的抗震減振技術(shù)難題，有效減輕火箭大過載、大震動對信號傳輸裝置帶來的負(fù)面干擾，提高了信號連續(xù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，為液氧煤油發(fā)動機(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、大溫差及大過載的優(yōu)良性能，而且具有橡膠一樣的彈性。該研究團(tuán)隊結(jié)合航空航天不同的背景需求，從理論分析、研發(fā)設(shè)計、工藝制備、實驗驗證及質(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)已成功助力天問一號火星探測器發(fā)射、嫦娥五號探測器發(fā)射和長征七號遙四運載火箭發(fā)射。（來源：哈工大）