筑夢(mèng)九天·廣東力量 | 天宮“神器” 廣東智造-世界獨家

今年10月，夢(mèng)天實(shí)驗艙發(fā)射升空，成功與天和核心艙對接。歷時(shí)三十年，中國空間站終建成。近日，神舟十五號發(fā)射成功，神舟十四號與神舟十五號實(shí)現首次在軌交接；12月4日，神舟十四號順利返回。一個(gè)個(gè)歷史性瞬間，書(shū)寫(xiě)著(zhù)中國航天奮起直追、勇攀高峰的不懈追求與努力。廣州日報特推出《筑夢(mèng)九天·廣東力量》系列報道，細數智造、育種、衛星方面廣東企業(yè)的艱苦攻關(guān)，講述那些筑夢(mèng)九天的故事。

當你拿起一支筆隨意在紙上涂寫(xiě)、當你花一小時(shí)烹煮好一餐美食、當你順手將廚余扔進(jìn)垃圾箱……你或許很難想象，這些極為簡(jiǎn)單的日常小事，在400多公里外的太空，會(huì )變得異常復雜，看似輕松地遨游太空，其實(shí)是一場(chǎng)“失重大挑戰”。

(相關(guān)資料圖)

在這場(chǎng)逐夢(mèng)太空的挑戰中，廣東智造不曾缺席?！疤障薅ā卑婧教煳⒉t、保持太空之家整潔無(wú)菌的真空壓縮袋、可以任意角度書(shū)寫(xiě)的太空筆……一直以來(lái)，廣東企業(yè)攻堅克難，經(jīng)過(guò)無(wú)數次的嘗試和試驗，將許多“不可能”變成“可能”，默默為中國“航天夢(mèng)”提供著(zhù)支持和保障。

“中山造”真空收納袋

首次升天時(shí)間：神舟八號

用途：收集宇航員飲食起居產(chǎn)生的廢棄物

絕技：阻隔性、阻氧性、耐穿刺性

3名航天員空間站住半年大概要用2000個(gè)收納袋

航天真空收納袋。

在太空艙密不透風(fēng)和失重的環(huán)境下，細菌繁殖能力是地面上的80倍，航天員起居飲食產(chǎn)生的殘余物品飄浮在艙內，若處理不當，極易腐爛并產(chǎn)生揮發(fā)性氣體，危及工作空間和生存環(huán)境。因此，航天員在空間站工作生活產(chǎn)生的廢棄物，如換洗衣物、食品包裝、廚余垃圾等物品，都要分門(mén)別類(lèi)、仔細地收納到對應的裝置里。

從神舟八號飛船開(kāi)始，廣東太力科技集團股份有限公司研制生產(chǎn)的真空收納袋已經(jīng)15次登上太空，“這些袋子雖然看起來(lái)很普通，但是航天員在飛船上的飲食起居都離不開(kāi)它們?！痹摴究偣こ處熗跽癫榻B，由于航天環(huán)境的特殊性，上太空的真空壓縮袋都要根據用途特別定制，“這些袋子跟我們平時(shí)用的不一樣，因為這些袋子收納之后最久要在空間站里面存放半年以上，這對收納袋的阻隔性、阻氧性、耐穿刺性都要求很高?！?/p>

航天真空收納袋。

以用來(lái)收集航天員餐廚垃圾的二型壓縮袋為例，阻隔性主要是防止食物殘渣的異味飄出來(lái)，還有防止液體泄漏；阻氧性就是防止細菌在里面滋生，因為食物殘渣很容易滋生細菌；耐穿刺性則是為了防止某些物品的包裝過(guò)硬，抽真空后變形將袋子刺破。

除了殘留食品包裝壓縮袋以外，還設計有殘余物品壓縮袋、服裝壓縮袋、廢物收集袋、鋁箔密封袋等，不同類(lèi)型的真空壓縮袋分別對應不同的作用，有的用于處理食物殘渣，有的用于收納航天員的衣服行李，有的用于處理航天員起居所產(chǎn)生的生活垃圾以及排泄物。

別看這樣一個(gè)小小的真空密封收納裝置，實(shí)際上，真正“升空”前經(jīng)過(guò)了逾5000次的檢測和3000余次試驗，突破各種技術(shù)難題并不斷優(yōu)化，才能順利成行的。

可以說(shuō)，航天員在太空中的工作、生活處處都離不了這個(gè)不起眼的小袋子。據介紹，航天員在太空中平均每天要使用5~6個(gè)真空收納袋，此前神舟十三號3名航天員在空間站工作生活長(cháng)達半年，大概使用了2000個(gè)真空收納袋。

“當前我們還在不斷地研發(fā)創(chuàng )新，以提升現有的產(chǎn)品質(zhì)量?！蓖跽癫硎?，下一步，集團將加大新材料新技術(shù)的研發(fā)投入，打造出更多更好的產(chǎn)品，助力航天事業(yè)創(chuàng )造整潔無(wú)菌的“太空之家”。

“東莞造”便攜式衛生用品

首次升天時(shí)間：神舟六號

用途：特殊功能設計的尿液收集裝置

絕技：祛除異味、抑菌、防泄漏

這款衛生用品多次隨“神舟”航天員上天

“人有三急”，哪怕是在太空漫游也是如此，而東莞智造的產(chǎn)品提供了“方便”。坐落于東莞市茶山鎮的廣東茵茵股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“茵茵”）是中國航天員科研訓練中心的重點(diǎn)協(xié)作單位，其研制的便攜式衛生用品陪伴中國航天員多次登上太空。

2021年9月17日，神舟十二號載人飛船返回艙成功著(zhù)陸，執行飛行任務(wù)的航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波安全順利出艙。三個(gè)月來(lái)的太空任務(wù)中，他們用上了這款便攜式衛生用品——一種以紙尿褲為基礎，包含了特殊功能設計的尿液收集裝置。

據了解，在飛船起飛和著(zhù)陸以及空間站出艙時(shí)，航天員都是“全副武裝”穿著(zhù)航天服，同時(shí)也會(huì )穿戴上述便攜式衛生用品。

由于航天服是密閉的，尿收集裝置設計需要有更高的吸收能力、更有效的凈味能力、更強大的鎖水能力和防漏能力等。為此，該企業(yè)設立了技術(shù)中心，建有微生物檢測、化學(xué)、物理、恒溫技術(shù)等專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室，創(chuàng )新實(shí)現了太空速滲導流、航天炭芯凈味等技術(shù)突破。

翟志剛在神舟十三號飛船中整理垃圾。（視頻截圖：中國載人航天官網(wǎng)）

“茵茵”研制的尿收集裝置，注重通過(guò)核心技術(shù)和人性化設計，實(shí)現高效的吸取、凈味、抑菌、鎖水和防漏能力。企業(yè)相關(guān)負責人曾對媒體表示，從神舟六號開(kāi)始，每次航天員從太空返回地球，都會(huì )給公司提出一些新的建議，經(jīng)過(guò)不斷地改良和改進(jìn)，目前在衛生用品方面企業(yè)已經(jīng)有100多個(gè)專(zhuān)利產(chǎn)品，其質(zhì)量和舒適度也在不斷改進(jìn)。

從2004年6月完成第一次航天員衛生用品合格交付開(kāi)始，“茵茵”至今承擔并出色地完成了神舟六號、神舟七號、神舟九號、神舟十號、神舟十一號、神舟十二號等飛行任務(wù)的宇航員便攜式衛生用品的研發(fā)生產(chǎn)任務(wù)。

“佛山造”航天微波爐

首次升天時(shí)間：天舟二號貨運飛船

用途：為航天員烹制一日三餐

絕技：極致緊湊型“身材”、超一級能效

7分鐘便可烹制完成三名航天員的餐食

第14屆中國航展上亮相的中國空間站組合體1:1展示艙里，展出的微波爐（上）和冰箱（下）模型。

遠在太空，航天員們如何解決一日三餐？每逢佳節想念“家的味道”時(shí)，怎么辦？神舟十四號乘組在空間站與神舟十五號“太空會(huì )師”，共同生活工作的5天里，他們會(huì )吃些什么呢？這臺特別為太空定制的微波爐，將提供健康、營(yíng)養、美味的餐食。

實(shí)際上，中國是世界上第一個(gè)、也是目前唯一一個(gè)讓航天員在太空用上微波爐的國家，這臺微波爐界的“天花板”，由佛企格蘭仕自主研發(fā)。如今，航天微波爐已兩度“上天”，2021年5月29日，首臺航天微波爐隨著(zhù)天舟二號貨運飛船進(jìn)入太空。而在今年的7月26日，第二臺航天微波爐隨“問(wèn)天”實(shí)驗艙入駐中國空間站，按照計劃，每臺航天微波爐要在中國空間站持續工作十年。

在太空中完成一餐主食，并非易事。航天微波爐要如何抗住重力上天？要怎么抵抗微波干擾、在真空環(huán)境中運行？如何在極致節能的同時(shí)，還能高效烹飪，并百分百還原食品風(fēng)味？這些都是需要攻克的難題。

作為微波爐的“心臟”，磁控管技術(shù)是核心。普通磁控管的微波頻段與空間站W(wǎng)i-Fi的頻段恰巧重疊，一旦發(fā)生干擾，后果非常嚴重。格蘭仕專(zhuān)門(mén)研制出特種磁控管，經(jīng)過(guò)無(wú)數次頻率調整測試，確保航天微波爐能夠在太空環(huán)境長(cháng)期正常且安全高效運行。

由于空間站能源有限，航天微波爐的參數與地面一般家電相比“大不同”。航天微波爐既要做到體積小，強度大，并且運作還要高效，堪稱(chēng)“螺螄殼里做道場(chǎng)”。航天微波爐使用功率僅600瓦，體積控制在7升，遠小于普通的家用產(chǎn)品。在重量上，航天微波爐的電源元件僅0.6公斤，比起普通微波爐減重了80%以上。以極致緊湊型“身材”做到超一級能效，使用變頻微波電源代替傳統高壓變壓器，兩臺航天微波爐，7分鐘便可烹制完成三名航天員的一餐主食。

此外，在研發(fā)過(guò)程中，設計團隊還不斷優(yōu)化產(chǎn)品結構，加強產(chǎn)品本身的機械強度，并創(chuàng )造性采用緊固件、一體成型等創(chuàng )新工藝，在減小體積的同時(shí)，讓航天微波爐產(chǎn)品更加“結實(shí)”?！吧臁鼻?，經(jīng)過(guò)多次震動(dòng)測試，貼合的軟包、扎實(shí)的結構強度，完美解決高頻、共振的沖擊問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)多款實(shí)驗產(chǎn)品的迭代，不斷提升相關(guān)技術(shù)，中國首臺航天微波爐才得以“誕生”。

“韶關(guān)造”太空筆

首次升天時(shí)間：神舟十號

用途：在太空中書(shū)寫(xiě)

絕技：在極寒冷溫度或100℃高溫下均能使用

筆芯自帶加壓裝置

可任意角度書(shū)寫(xiě)甚至倒著(zhù)寫(xiě)

鐫刻著(zhù)“祥云圖案”的太空筆。

從神舟十號到神舟十四號，一支來(lái)自韶關(guān)始興企業(yè)生產(chǎn)的太空筆都讓大家津津樂(lè )道。在神舟系列飛船發(fā)射升空的場(chǎng)景里，人們經(jīng)?？吹街袊教靻T用這支筆來(lái)驗證在軌失重狀態(tài)，它在鏡頭前的每一次漂浮與旋轉，仿佛都在向世人傳遞著(zhù)“一切正?！焙汀盃顟B(tài)良好”的信號。

早在2012年，盛怡公司開(kāi)始為中國航天研制太空筆。該企業(yè)研制的中國第一支太空筆隨“神舟九號”搭載升空試驗，2013年在“神舟十號”正式使用。經(jīng)過(guò)飛行任務(wù)的驗證，該筆使用方便，書(shū)寫(xiě)流暢，功能正常，滿(mǎn)足任務(wù)需求?！吧袷比蝿?wù)書(shū)寫(xiě)筆是中國自主研發(fā)的第一支太空筆，極大地解決了太空鉛筆在太空上書(shū)寫(xiě)的不便。

2021年，該公司設計研發(fā)的“祥云圖案”太空筆隨“神舟十二號”升空成為中國空間站航天員工作用筆，再次成為中國航天科技的歷史見(jiàn)證。之后，“祥云圖案”太空筆又隨神舟十三號和神舟十四號載人飛船再次“飛”上“天宮”。

小小一支筆從設計到研發(fā)再到生產(chǎn)，一系列技術(shù)都已經(jīng)牢牢掌握在了中國人手中。這支筆的生產(chǎn)材料、油墨、筆芯等都是在始興縣制筆園區的工廠(chǎng)內生產(chǎn)完成的。其最核心的技術(shù)是筆芯，不僅使用了高黏度的特種油墨，還自帶加壓裝置。無(wú)論是在油墨的黏度、書(shū)寫(xiě)體驗、書(shū)寫(xiě)長(cháng)度等方面，都優(yōu)于國外同類(lèi)產(chǎn)品。

據相關(guān)企業(yè)負責人介紹，太空筆產(chǎn)品研制從設計開(kāi)始就有著(zhù)嚴格的要求。書(shū)寫(xiě)筆的材料、質(zhì)量、模具、印刷、油墨、檢驗等整個(gè)過(guò)程必須一絲不茍。如在檢測環(huán)節就有滲透性、干燥性、耐水性、耐光性、耐沖擊性、出芯機構靈活性檢驗等數十項。還要進(jìn)行書(shū)寫(xiě)性能測試、沖擊振動(dòng)試驗、快速減壓試驗，在安全可靠性上的設計更是十分苛刻。小小的一管筆，用“浴火重生”來(lái)形容一點(diǎn)也不為過(guò)。產(chǎn)品出廠(chǎng)前，對全部產(chǎn)品進(jìn)行抽查，如有一支不合格，整批產(chǎn)品都需報廢。

來(lái)自中科院官網(wǎng)的一篇科普文章顯示，太空任務(wù)對太空筆提出了極其苛刻的要求，它可以在任意角度下書(shū)寫(xiě)，甚至倒著(zhù)寫(xiě)；它可以在失重的真空條件下書(shū)寫(xiě)；它可以在極寒冷的環(huán)境下或者沸騰的溫度下書(shū)寫(xiě)；它幾乎可以在任何表面上書(shū)寫(xiě)而不會(huì )對筆造成損壞，如沾了油的紙、膠片、玻璃、金屬、木塊、石頭等。

策劃、統籌：占豪劍

文、圖：廣州日報·新花城記者 張翔宇、卜瑜、謝英君、黃子寧

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