空间对接机构地面测试系列装备。 图片由哈工大提供

□刘培香 本报记者 赵一诺

24日，搭载空间站问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭发射任务取得圆满成功。记者从哈尔滨工业大学获悉，在此次问天实验舱发射任务中，该校多项研究成果助力问天实验舱，再次彰显航天第一校“尖兵”的使命担当。

灵巧机械臂助力空间站三舱操作

问天实验舱上约5米长、负载达3吨的机械臂，不仅可实现与舱体间电气和信息的互联互通，还能通过问天实验舱外部的目标适配器完成舱外的爬行和固连，实现覆盖整个实验舱舱段的操作维护。这副庞大却灵巧的机械臂由该校机电学院刘宏院士、谢宗武教授团队和中科院长光所联合研制。

据介绍，机械臂既能够完成航天员出舱活动支持、舱外状态检查等任务，也可以结合其自身运动灵活、定位精准等优点，执行各类舱外载荷和平台设备的安装、拆卸、维护和照料等精细操作。同时，它还可通过一个机械臂转接件与10米长的核心舱机械臂组合起来，实现双臂间电气和信息的互联互通。“双臂合一”后，整个机械臂系统可达范围能够拓展为14.5米，活动范围可直接覆盖空间站3个舱段，满足了跨舱段、全空间站大范围的不同位置精细作业需求，为我国空间站在轨建造提供了有力保障。

空间碎片撞击在轨感知技术保护空间站和航天员安全

为了应对空间碎片威胁，该校航天学院庞宝君教授团队与北京空间飞行器总体设计部，联合开发了专门针对问天实验舱结构特点的空间碎片撞击感知技术，并将其应用于问天实验舱结构健康监测子系统的空间碎片撞击监测模块。该技术能够对空间碎片撞击事件进行实时感知、判别并定位，为航天员和地面控制人员及时采取应对措施提供依据，保护空间站和航天员安全。

庞宝君教授带领的空间碎片高速撞击研究中心，多年来围绕超高速撞击判别、定位及结构损伤识别，在基础科学问题提出、理论分析模型建立等方面，取得了系列原创性成果。通过技术集成，团队研制了空间碎片撞击在轨感知系统原理样机，为工程应用奠定了技术基础。

空间对接机构地面测试系列装备保障空间对接任务万无一失

此次问天实验舱发射对接是我国空间对接领域的新任务、新挑战。据悉，全长17.9米的问天实验舱轴向，是世界上轴向长度最长的单体载人航天器。这一新型式大尺寸大惯量的航天器对接，是我国首次在载人状态下迎接航天器的来访对接。为确保此次空间对接任务万无一失，该校机电学院赵杰教授团队研制的空间对接机构地面测试系列装备，通过参数化载荷配置，使对接过程动能瞬时等效，确保这一特殊对接工况的准确模拟和高效验证，圆满完成空间对接机构研制各阶段的地面测试任务。

提升“空调系统”寿命助力航天员长期驻留

空间站的“空调系统”是保障航天员生命安全的关键子系统之一。由于空间站外部的温度变化范围非常大，常规冷却剂无法满足这种大温差范围的需求，给工作在这种介质中的流体回路泵轴承的抗腐蚀能力提出了巨大的挑战。该校材料学院王浪平教授团队采用表面强化技术，解决了流体回路泵轴承的抗腐蚀难题，使其工作寿命得到大幅度提升，为航天员的长期驻留提供了可靠保障。

攻克空间对接机构表面强化难题实现可靠对接

空间交会对接是现代航天器长期在轨运行期间不可缺少的操作，空间对接机构是实现空间飞行器间在轨的机械连接、建立航天器联合飞行的组合体和安全分离的系统。王浪平教授团队采用离子注入与沉积技术攻克了空间对接机构核心零件的表面强化难题，使其在太空环境下获得高抗磨损、自润滑和防冷焊等性能。同时，该团队研制的离子注入与沉积工业化装备，为空间对接机构上50余个核心零件的表面强化提供设备条件，实现了关键技术的自主可控，保障了神舟、天舟系列飞船、问天实验舱与空间站核心舱等目标飞行器的可靠对接。

金属橡胶技术助力问天实验舱发射成功

该校机电学院姜洪源教授团队利用金属丝的耐高低温、大温差及大过载等优良性能，研制的HIT-1型金属橡胶阻尼环解决了发动机测控系统的抗震减振技术难题，有效减轻火箭大过载、大震动对信号传输装置带来的负面干扰，提高了信号连续传输的稳定性，为液氧煤油发动机的正常工作提供了支撑。此金属橡胶技术已成功助力天问一号火星探测器发射、嫦娥五号探测器发射和长征七号遥四运载火箭发射。