我国首台空间摩擦学原位分析系统研制成功

记者1日从中国科学院兰州化学物理研究所获悉，国家重大科研仪器研制项目——“模拟空间环境下摩擦试验原位系统的研制”，成功地实现了模拟空间环境下摩擦试验原位分析功能，为准确获取模拟空间环境下摩擦试样的物理与化学信息提供了一种新颖而可靠的分析测试手段。该项目由中科院院士、中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室主任刘维民研究员主持。4月27日，该项目通过了国家自然科学基金委员会组织的结题验收评审并获得“优秀”。

据介绍，空间环境对航天器舱外运动机构润滑材料的性能和寿命具有重要影响，相关研究对保障月球探测等航天工程的顺利实施意义重大。近20年来航天器故障统计显示，约1/3的机械故障源于空间环境引起的润滑失效。现有润滑材料技术难以满足舱外运动机构的要求，需要持续不断地研制发展新型空间润滑材料技术。为此，必须研制具有原位分析功能的空间摩擦学测试仪器，用以研究空间润滑材料的服役行为及失效机制，并通过控制润滑材料表面和化学结构优化其空间环境适应性。

该项目针对空间润滑材料性能测试对摩擦表面形貌、成分和结构表征仪器的迫切需求，将X射线光电子能谱（XPS）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、质谱（MS）和显微光学分析（MPA）等先进分析技术与超高真空、交变温度、辐照（原子氧、紫外、质子和电子）等多种空间环境模拟技术及球-盘摩擦试验技术优化集成，成功地实现了模拟空间环境下摩擦试验原位分析功能，有效地避免了以往空间摩擦学研究中大气环境对摩擦表面的影响，为准确获取模拟空间环境下摩擦试样的物理与化学信息提供了一种新颖而可靠的分析测试手段。

空间摩擦学是摩擦学的重要分支，主要研究空间环境下摩擦学性能演变规律及其影响机制，涉及物理学、化学、材料科学、机械科学和空间环境工程学等学科，是一个多学科交叉、基础研究和工程应用并重的研究领域，相关研究对于保障航天工程可靠性具有重要意义。上世纪六十年代空间摩擦学就已经引起了国际航天界的广泛关注，美国、欧洲、日本、俄罗斯均已建立了相对完备的空间摩擦学研究系统，而我国该领域的研究则相对滞后，直到上世纪九十年代中期相关实验条件仍然比较匮乏。刘维民院士带领的空间摩擦学研究团队始终面向国家航天工程对空间润滑的重大需求，着眼国际空间摩擦学研究发展前沿。经过20年持续不懈的努力，研制成功一系列具有自主知识产权的空间摩擦学专用试验装置，建立起了比较完备的空间摩擦学研究平台，发展了系列化空间润滑材料与技术，成功地解决了我国航天工程中的润滑问题，为保障国家航天事业的发展做出了重要贡献。