太空暴露试验对开发高性能润滑材料影响重大

中国航天员昨天(9月27日)下午首次在太空成功回收了暴露试验的固体润滑材料。科学家指出，这次试验将对开发高性能的太空润滑材料产生极其重大的影响。

中国科学院兰州化学物理研究所承担了神舟七号飞船应用系统固体润滑材料空间试验项目。27日下午4时多，进行舱外活动的航天员翟志刚取下了飞船轨道舱外事先安装好的固体润滑材料试验样品。样品将被带回地球。

总体负责这项研究的兰州化物所所长、固体润滑国家重点实验室主任刘维民研究员说，这项试验的目的是获得低地球轨道环境对固体润滑与防护材料性能、结构、失效破坏机制的影响规律，进而开展高可靠、抗侵蚀、长寿命固体润滑与防护材料及其相关技术的研究，将为发展具有良好耐空间环境特性的新型润滑防护材料技术，满足中国航天发展对先进润滑材料的需求以及长期稳定运行的天地一体化网络系统建设提供技术基础。

鉴于神舟七号飞行任务周期的约束条件，要求试验样品要在较短的试验周期内取得有效的试验结果;要求确定的试验样品在原子氧环境中有不同程度的反应，以便判别试验的效果;要求试验样品及其空间试验过程中可能形成的反应产物对航天员健康不产生威胁;同时要求选取的样品在本项目试验周期内要明显反映原子氧等环境因素对固体润滑材料的影响效应并具有代表性。

中国科学院兰州化物所科研人员开展了系统的研究分析工作，最终筛选确定了3类11种试验样品。主要包括三大类：润滑薄膜系列，润滑涂层系列和自润滑复合材料。

主管设计师、兰州化物所先进润滑与防护材料研发中心副主任翁立军研究员说，为适应神舟七号飞船飞行任务特点，试验要求该装置在发射阶段能够将试验样品台可靠地固定在舱外，在出舱活动期间由航天员便利地解锁并回收样品台。

为此，兰州化物所与中科院光电研究院联合攻关，在没有可借鉴经验的情况下，经过2000多次反复试验验证，创新性地设计并研制了同时具备锁紧及解锁功能的试验装置，航天员只需要用一只手就能完成拨、拉、压、提四个动作，便利地将试验装置取下并回收。

神舟七号飞船应用系统固体润滑材料空间试验项目是中国首次由航天员在飞船舱外开展的空间材料试验项目，该项目获得的固体润滑试验样品也是中国首次暴露于太空环境并成功回收的空间材料试验样品。试验的圆满完成，是中国空间材料研究，特别是润滑材料研究领域的一个新的里程碑。

兰州化物所对空间固体材料的研究历史悠久，技术储备雄厚。早在上世纪60年代，该所研究人员就结合国家“两弹一星”任务的要求开展了固体材料空间研究，先后研发出多种具有优异润滑性能的固体润滑材料，如物理气相沉积润滑薄膜、粘结固体润滑涂层、金属基高温耐磨自润滑复合材料、聚合物基自润滑复合材料、纳米尺度润滑材料等，为国家航天航空领域解决了一系列具有特殊意义的润滑和磨损技术难题。

从1999年发射的第一艘神舟号飞船起，科研人员已开展了大量固体润滑材料研究以及相关空间应用实验。