中新網(wǎng)北京9月17日電 (鄭世貴 范晶巖)中國空間站在軌安全運行以來，經(jīng)受住了惡劣空間環(huán)境的考驗，保障了航天員在軌生命安全，這些都離不開航天科技集團五院總體設計部空間碎片防護設計團隊為中國空間站打造的“固若金湯的防護鎧甲”，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。這背后，是團隊整整20年的技術(shù)積累。

　　組建空間碎片防護設計團隊

　　宇宙無垠，但空間軌道資源并不是無限的。專家指出，最具應用價值的地球軌道主要集中在2000公里以下的軌道區(qū)域，這里也成為空間碎片的“集散地”?？臻g碎片被視為全球性問題。1993年世界主要航天國家發(fā)起成立了“機構(gòu)間空間碎片協(xié)調(diào)委員會(IADC)”，“空間碎片問題”正式進入世界航天領(lǐng)域的研究范疇。

　　從2002年開始，航天科技集團五院總體設計部曲廣吉、楊雷、閆軍等專家察覺到“空間碎片”領(lǐng)域?qū)ξ磥磔d人航天的重要性，開始組建空間碎片團隊，逐漸形成了以閆軍研究員為帶頭人、老中青技術(shù)骨干為主的技術(shù)團隊，全面啟動空間碎片領(lǐng)域的技術(shù)儲備進程。

　　當時國內(nèi)有空間碎片防護概念的人寥若晨星，相關(guān)技術(shù)資料也屈指可數(shù)，在網(wǎng)絡技術(shù)還不發(fā)達的情況下，各類圖書情報部門成了團隊成員最常光顧的地方。在每周一次的技術(shù)討論會上，大家交流最新的資料、感悟和困惑，暢所欲言。

　　短短幾年時間，研究團隊成功完成了一系列相關(guān)課題研究，突破了數(shù)學建模、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計軟件(MODAOST)”，該軟件已達到國際同類軟件的先進水平，相關(guān)成果得到國際同行的認可。

　　天宮一號首次實現(xiàn)空間碎片防護技術(shù)工程應用

　　2005年在天宮一號初樣設計之際，技術(shù)團隊多次匯報空間碎片危害及對策，型號兩總經(jīng)過慎重考慮，最終決定在天宮一號上率先開展空間碎片防護設計，并決定由空間碎片團隊承擔天宮一號空間碎片評估以及防護設計的全部工作。

　　面對空間碎片防護技術(shù)的首次工程應用，技術(shù)團隊多次向總體設計師、結(jié)構(gòu)設計師、熱控設計師們請教、溝通，深入了解總體需求、分系統(tǒng)設計。

　　為了盡量減少重量增加，團隊通過大量試驗，提出利用輻射器擔當部分防護功能的思路，充分利用艙外原有的輻射器作為防護板，在只增加支撐柱重量情況下，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)藏式設計，顯著減小了輻射器管路的單點失效概率。天宮一號防護設計是超高速撞擊防護理念與工程中簡單、經(jīng)濟、可靠等原則完美結(jié)合的作品。

　　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。

　　空間站將實現(xiàn)更長時間防護

　　在天宮一號防護工程實踐快要收官之時，團隊開始著眼載人三期工程，針對空間站更長的在軌時間、更大的組裝規(guī)模、更苛刻的防護需求，全面啟動了空間站防護設計新進程。

　　團隊以自主可控和可持續(xù)發(fā)展為宗旨，提出了“材料立足國內(nèi)、指標對標國際”的研發(fā)原則，決定自主開發(fā)性能更先進的復合材料填充式防護結(jié)構(gòu)。

　　面對這一目標，第一關(guān)首先需攻克材料問題。團隊提出了“基于沖擊壓力的防護材料評估方法”，該方法能夠定量評估材料防護性能，簡單有效地從國內(nèi)幾十種復合材料中篩選出了具有防護潛力的兩種材料；團隊又通過數(shù)百次數(shù)值仿真計算和試驗，掌握了復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)，設計師可以根據(jù)需求輕松設計出最優(yōu)性能的防護結(jié)構(gòu)。

　　目前先進防護結(jié)構(gòu)已成功應用于空間站天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙防護，我國空間站防護結(jié)構(gòu)性能指標達到國際先進水平。隨著我國空間站一步步建造完成并長期在軌運行，空間碎片防護團隊將為空間站筑起牢不可破的防護堡壘，為航天員們的生命保障提供堅強保護。(完)