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2019年12月18日人民網(wǎng)河南頻道

挑戰(zhàn),！我國自主研發(fā)的第一款航天面窗是這樣誕生的

編者按：一部河南史,，半部中國史,。70年來,，在這片有著8000年底蘊(yùn)的黃土地上,，億萬中原兒女團(tuán)結(jié)一致,、敢闖敢拼,，推動(dòng)河南大地改革潮涌,、各項(xiàng)事業(yè)發(fā)展取得新成就，開放的河南越來越“中”,！為慶祝新中國成立70周年,，人民網(wǎng)河南頻道聯(lián)合中共河南省委宣傳部策劃推出《壯麗70年·河南創(chuàng)造的70個(gè)第一》融媒體系列報(bào)道，對河南在新中國成立以來創(chuàng)造的國內(nèi)或省內(nèi)多個(gè)“第一”進(jìn)行集中采訪,。今天推出第39篇,，人民網(wǎng)記者為你講述我國自主研發(fā)的第一款航天面窗的故事。

“那個(gè)下午,，當(dāng)艙門緩緩打開,，鍍了納米金的面窗慢慢露了出來，我知道我們成功了,，成功了,！”

11年后，當(dāng)鄭州大學(xué)學(xué)科與重點(diǎn)建設(shè)處處長劉春太再憶起當(dāng)年的情形時(shí),，仍然難掩興奮與激動(dòng)：“那一瞬間,，如釋重負(fù)后的歡喜一下子涌上心頭！那個(gè)時(shí)刻,，就如同世界杯決賽上的壓哨點(diǎn)球,，成功了就是為國爭光，失敗了,，我們就可能是民族的罪人,。”

2008年,，鄭州大學(xué)“神七”宇航員太空出艙頭盔面窗科研團(tuán)隊(duì)當(dāng)選為當(dāng)年感動(dòng)中原十大人物（集體）。鄭大與“神七”之間究竟有著怎樣的故事與淵源,？事情還得再往前追溯三年,。

接下重任，兩年多夜以繼日研制出面窗樣品

2005年元月的一天,，解放軍總裝備部航天醫(yī)學(xué)工程研究所一行到鄭州大學(xué)國家橡塑模具研究工程中心調(diào)研,，討論載人航天宇航員出艙頭盔面窗研制的可能性。

“他們在全國查訪了許多科研單位，經(jīng)過認(rèn)真對比,，最后把目光鎖定到了我們團(tuán)隊(duì)身上,。” 劉春太說,，2005年3月8日,，鄭州大學(xué)國家橡塑模具研究工程中心團(tuán)隊(duì)正式接受中國航天員科研訓(xùn)練中心的委托，開始投入該項(xiàng)目的研制工作,。

一個(gè)小小的航天面窗為何受到如此重視,？

為了探索宇宙奧秘，航天員必須穿著選用特殊材料,、特殊工藝,、特殊技術(shù)加工的航天服進(jìn)行太空飛行和出艙活動(dòng)。頭盔面窗組件是宇航員在外太空活動(dòng)時(shí)觀察外界的窗口,，可以說是宇航員的“眼睛”,，它不僅要給宇航員提供一個(gè)清晰、良好的視野,，也是航天員生命保障最關(guān)鍵的部件之一,。

“首先，它要能承受太空極端的溫度環(huán)境,。由于沒有空氣傳熱和散熱,，受陽光直接照射的一面，可產(chǎn)生高達(dá)100℃以上的高溫,，而背陰的一面,，溫度則可低至-100℃以下，航天面窗要承受極端的熱脹冷縮而無缺陷產(chǎn)生,?！眲⒋禾f，其次,，航天面窗必須是零缺陷,，由于太空中是零大氣壓，任何缺陷都會(huì)使航天員暴露在太空中,，并將面臨失壓,、缺氧、低溫和輻射損傷4大危險(xiǎn),。如果直接暴露于太空,，由于沒有氧氣，人將立即窒息而死,。再次,，航天面窗要能阻隔太空輻射,。沒有了大氣層的保護(hù)，宇航員會(huì)受到更強(qiáng)烈的輻射傷害,。除此之外,，航天員還可能遭遇具有足夠高動(dòng)能的空間碎片的沖擊。

在沒有任何經(jīng)驗(yàn)借鑒的情況下,，鄭州大學(xué)國家橡塑模具研究工程中心團(tuán)隊(duì)經(jīng)過兩年多夜以繼日的艱苦奮戰(zhàn),，結(jié)合航天面窗的使用環(huán)境和使用功能，采用中心最先進(jìn)的模具加工和成型技術(shù),，歷經(jīng)數(shù)百次實(shí)驗(yàn),，攻克了一道又一道技術(shù)難關(guān)，終于研制出了面窗初樣產(chǎn)品,。樣品被送到不同的單位進(jìn)行測試,，團(tuán)隊(duì)覺得如釋重負(fù)。

推倒重來,，三個(gè)月挑戰(zhàn)極限終獲成功

“然而,，正當(dāng)大家為終于完成任務(wù)擊掌相慶的時(shí)候，不料晴天霹靂,，樣品在極端實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了極其細(xì)微的銀紋,。”劉春太說,，“按照慣例,，一切必須推倒從零重新開始，這就意味著我們近兩年的工作不具備任何意義,，所有都需要從頭開始,。”

最關(guān)鍵的是,，發(fā)現(xiàn)問題的時(shí)候,，距規(guī)定的任務(wù)完成時(shí)間已非常近，只剩下短短三個(gè)月,，要推到重來,，任務(wù)重，要求高,，如何保證完成,？團(tuán)隊(duì)所有人都感受到前所未有的巨大壓力。

“那個(gè)夏天,，我們跑到長春,、北京、成都,，四處走訪專家,，我們放棄了假期和雙休日，加班加點(diǎn)對數(shù)百張?jiān)O(shè)計(jì)圖從頭到尾進(jìn)行了全方位復(fù)查,，就連一根細(xì)微的線條都不放過,。我們還對產(chǎn)品成型重新進(jìn)行了整體的仿真模擬，并對所有環(huán)境因素對產(chǎn)品性能的影響進(jìn)行了更詳細(xì)的實(shí)驗(yàn),?！眲⒋禾f，“雖然只是細(xì)微的瑕疵,，卻責(zé)任重大,，事關(guān)國家和民族的聲譽(yù)，事關(guān)航天員的生命安全,。我們立下軍令狀,，要確保徹底解決這一問題！”

那些沒明沒夜的日子里,，團(tuán)隊(duì)每一位成員都背負(fù)著極大的身心壓力,，大家咬牙默默地干著、堅(jiān)持著,。

終于,，可能的原因找到了，措施也提出了,，接下來就是落實(shí)了,。2007年7月開始，短短1個(gè)月時(shí)間,，鄭州大學(xué)國家橡塑模具研究工程中心團(tuán)隊(duì)重建了5000平米的航天面窗專用車間,，并跑到一個(gè)國家專用平臺(tái)，把材料從原料,、成型裝備,、模具設(shè)計(jì)造成、加工工藝,、后處理,、檢測方法等各個(gè)環(huán)節(jié)，在-100℃到100℃環(huán)境中的性能全部測試了一遍,。

此后,，由載人航天工程的總設(shè)計(jì)師、副總師等幾十人組成的專家組又對產(chǎn)品進(jìn)行了最嚴(yán)格的測試,，包括高低溫實(shí)驗(yàn),、抗沖擊實(shí)驗(yàn)、抗輻射實(shí)驗(yàn),、光譜透過實(shí)驗(yàn)和耐壓實(shí)驗(yàn)等,。結(jié)果顯示,，各項(xiàng)性能指標(biāo)完全滿足航天要求。

歷時(shí)2年半多,，最終檢驗(yàn)的時(shí)刻終于來到了,。2008年9月25日晚21時(shí)10分，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射現(xiàn)場,，隨著長征二號(hào)F型火箭騰空而起,，我國自行研制的神舟七號(hào)載人飛船發(fā)射成功，現(xiàn)場掌聲雷動(dòng),，歡呼聲響徹夜空,！

然而，航天面窗能否經(jīng)得住考驗(yàn),？“發(fā)射成功后,，我曾仔細(xì)詢問過我們的大部分研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員，問大家當(dāng)時(shí)的感受,，說實(shí)話,，盡管我們在地面上開展了成千上萬次實(shí)驗(yàn)，盡管我們相信自己,，但是沒有一個(gè)人不是忐忑不安的,。”劉春太說,，“我們團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)者申長雨院士告訴我,，他的腿都是軟的，我自己也一支接一支地抽著煙來回走動(dòng)著,，手足無措地試圖去平復(fù)心中的不安,。”

“終于,，當(dāng)艙門緩緩打開,，鍍了納米金的面窗慢慢露了出來，我知道,，我們成功了,！”

經(jīng)過接近兩天的在軌飛行，2008年9月27日16時(shí)41分,，中國航天員翟志剛身著我國自行研制的“飛天”宇航服在太空中留下了中國宇航員的身影,，中國成為第三個(gè)掌握太空出艙技術(shù)的國家。中國航天工作者也開始向太空伸出更為廣闊的觸角,。

突破創(chuàng)新,，新一代航天面窗研制出爐

“神七”航天面窗從設(shè)計(jì)—實(shí)驗(yàn)—生產(chǎn)—檢驗(yàn)—試驗(yàn)，到最后通過專家鑒定，歷經(jīng)2年半多時(shí)間,，突破了重重難關(guān),，在這件我國自主創(chuàng)新的高科技頭盔面窗上，凝聚著眾多科研人員智慧和汗水的結(jié)晶,。

在完成出艙任務(wù)后,，鄭州大學(xué)國家橡塑模具研究工程中心團(tuán)隊(duì)又接到了新的任務(wù)——研制航天員太空長期駐留的航天服面窗。

“2008年神七發(fā)射成功后,，中國的艙外活動(dòng)只持續(xù)了18分鐘，并沒有經(jīng)歷長期的考驗(yàn),?！眲⒋禾f，“這也為我們新一代航天面窗的研制提出了更大的挑戰(zhàn),?！?/p>

模具中心團(tuán)隊(duì)又開始了新一輪的研制，為了提高航天面窗的抗老化性能,，團(tuán)隊(duì)專門開展了樹脂的熱穩(wěn)定性研究,，并在世界上首次建立了成型-光學(xué)性能分析和測試?yán)碚摗榱藢?shí)現(xiàn)產(chǎn)品服役行為的模擬,，團(tuán)隊(duì)還構(gòu)建了獨(dú)有的拉伸—壓縮統(tǒng)一本構(gòu)模型,，為合理預(yù)測航天面窗的服役行為奠定了重要基礎(chǔ)。

2012年6月16日至29日,，航天員景海鵬,、劉旺、劉洋圓滿完成天宮一號(hào)與神舟九號(hào)首次載人交會(huì)對接任務(wù),?！斑@標(biāo)志著載人航天工程第二步任務(wù)取得了重大成果，也為空間站的建設(shè)奠定了良好的基礎(chǔ),?！眲⒋禾f，“這次,，我們河南籍的航天員劉洋,，帶著我們研制的航天面窗遨游了太空?！?/p>

2016年10月16日,，北京航天指揮中心的三樓大廳里，劉春太又作為特邀專家,，和200多位專家一起目睹神舟十一號(hào)發(fā)射升空,，并成功進(jìn)入預(yù)定軌道。由模具中心團(tuán)隊(duì)研制的艙內(nèi)航天服頭盔面窗作為“眼睛”,，伴隨著航天員陳東,、景海鵬一起進(jìn)入太空,。“我們河南籍的航天員陳東,，又帶著我們研制的航天面窗遨游了太空,。”劉春太說,。

星空浩瀚無窮,，探索永無止境。從神七,、神九,、神十再到神十一，航天服面窗保障了宇航員的安全,，也向外界顯示了鄭大的科技力量,。“未來的載人登月計(jì)劃也會(huì)有我們的產(chǎn)品,，我們又將接受新的挑戰(zhàn),。”劉春太說,，“這也激勵(lì)我們在支撐高端部件的理論和技術(shù)方面既要聚焦堅(jiān)守,，更要突破創(chuàng)新。我們將始終滿懷信心,，攻堅(jiān)克難,，繼續(xù)努力為我國航天夢、中國夢的實(shí)現(xiàn)奉獻(xiàn)自己的一份力量,?！?/p>