“发货”太空 天舟七号需要穿啥“衣服”？｜科技观察

封面新闻记者 边雪

1月17日22时27分，搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射，顺利升空，将“太空快递”送往空间站。

天舟七号货运飞船发射升空。（直播截图）

此次任务中，中国科学院上海硅酸盐研究所（以下简称“上海硅酸盐所”）研制的10种涂层与材料成功应用于天舟七号货运飞船和长征七号运载火箭。2套高温材料样品货包、4个高温实验样品返回袋、2个无容器样品下行包装袋及一套视窗盖镜片组件，随天舟七号成功发射。

KS-Z无机白漆热控涂层。（受访者供图）

作为我国载人航天工程重要的航天器型号，天舟货运飞船是世界上运货能力最强的货运飞船之一，承担着空间站物资保障、在轨支持和空间科学试验等重要任务。

为了增加其有效载荷，飞船上用到的每一种材料都经过精密的设计，具有特定的功能，表面涂层技术则是航空航天制造技术的重要组成部分之一。

采取一定的表面工程手段在飞行器零部件表面制备具有特定防护或功能涂层，可以使零部件表面具有隔热、减摩可磨耗封严、耐磨防腐蚀、抗高温氧化等功能。

上海硅酸盐所承担了天舟货运系列飞船（一号至七号）高温防护材料、无机热控涂层以及特种功能涂层等10余种材料的设计及研制工作，科研团队始终以“国家队”“国家人”的担当，以知重负重的责任感，不断进行材料的创新与发展，并发扬精耕细作的匠人精神。

上海硅酸盐所特种无机涂层研究中心主任于云研究员告诉封面新闻记者，科研团队研制的KS-Z无机白漆热控涂层，解决了货运飞船大面积复杂部位的热控难题。“高温隔热屏和不锈钢灰色化学转换热控涂层实现了发动机点火产生的高温羽流的热防护，已实现自主全工艺流程国产化的双向拉伸聚酰亚胺薄膜及其复合热控材料，作为绝缘材料应用于天舟货运飞船的各分系统。”

高温隔热屏。（受访者供图）

样品盒单元和高温材料货包、下行返回袋。（受访者供图）

此外，高摩擦抗冷焊涂层用于太阳帆板支点，确保货运飞船发射阶段支点间的高摩擦系数，为固定的帆板提供稳定的基频，同时保障飞船入轨后太阳帆板支点间不发生冷焊，太阳帆板能顺利展开。

“黑色阳极氧化热控涂层应用于飞船的电源系统、综合显示单元、交会灯电源等器件，防止器件受热失效。”上海硅酸盐所特种无机涂层研究中心辛世刚研究员向封面新闻记者介绍道，“微弧氧化热控涂层保证太阳翼在正常温度下运行、防止热膨胀导致无法展开。”

据研究人员介绍，上海硅酸盐所研制的前舱门舷窗玻璃也是货运飞船结构部件的一部分，既起到承压密封功能，又为航天员提供良好的光学视窗。而针对长征七号运载火箭液氧/煤油发动机涡轮端动密封的苛刻服役工况，研制的密封动环耐磨涂层，有效解决了发动机特种泵体启动过程中伴随高转速条件下动密封面的摩擦磨损问题。

目前，上海硅酸盐所研制的多种涂层与材料已应用于神舟系列载人飞船、天舟系列货运飞船和空间站。

值得注意的是，上海硅酸盐所牵头研制了空间材料科学领域的两个实验装置，分别是天和核心舱的无容器科学实验柜和梦天舱的高温材料科学实验柜。在此次空间任务中，上海硅酸盐所为上行样品的科学方开展了相应的地面筛选实验和匹配实验，保障了随天舟七号货运飞船上行的22盒高温材料样品和7盒无容器材料样品。