神舟十三號載人飛船將于10月16日送翟志剛、王亞平、葉光富三名航天員上太空“出差”,他們將成為空間站天和核心艙的第二批“入住人員”。繼神舟十二號載人飛船發射之后,短短四個月間,東華大學研發設計的保障航天員太空和地面工作生活全過程的系列專用服裝以及空間站任務航天員艙內用鞋再一次伴隨中國航天員逐夢太空,開啟為期半年的太空之旅。
“神舟十二”“神舟十三”相繼飛天圓夢,作為與中國航天有著不解緣分的東華大學也迎來了學校的七十歲生日,東華大學從1951年建校伊始,就肩負起“紡織強國”的使命,因產業而生,隨共和國一起成長。
東華大學堅持特色發展,依托紡織、材料、設計等特色優勢學科,主動承擔“神舟”“天宮”“北斗”等國家重大航空航天任務,憑借一系列“頂天立地”的科研成果,在一次又一次對接國家戰略特需和服務國計民生的科技攻關中,實現了一所高水平研究型大學不可或缺的家國情懷和責任擔當。
10月14日,在神舟十三號航天員與記者見面會上,三名航天員身著東華大學航天員服裝研發設計團隊研制的常服帥氣亮相酒泉衛星發射中心問天閣。東華大學航天員服裝研發設計團隊為保障航天員太空和地面工作生活全過程設計了系列專用服裝,其中,既包括航天員在空間站工作生活的工作服、鍛煉服、休閑服、失重防護服、睡具等,還有常服、任務訓練服、專用服飾等地面任務服裝等多個種類,這些專用服裝不僅要確保實現多項特殊功能,還要融入中國特色設計元素,成為航天員亮相世界的“太空華服”。
“中國航天員專用服裝是以功能性和工效性優先,兼具美觀性的多功能服裝,東華大學航天員服裝研發設計團隊在面輔料、色彩圖案,甚至服飾細部縫跡線都融入了中國特色時代元素,展現中國航天員作為中國夢的太空筑夢人和守護者的美好形象。”東華大學航天員服裝研發設計團隊負責人、服裝與藝術設計學院院長李俊介紹說。
“千里之行,始于足下。”三位航天員“扶搖直上九萬里”,“腳”上功夫一定要做好。“航天員艙內用鞋要‘柔性’保護腳部安全與舒適,同時要兼顧時尚的設計和厚重的文化。” 據東華大學航天員艙內用鞋研發設計團隊負責人、東華大學國際時尚科創中心教授鄭嶸介紹,艙內用鞋的設計研制整合了學校人體測量學、人體工學、材料學、三維建模、快速成型、產品設計等多個領域的學科優勢,并獲得了行業資源及相關合作企業和單位的支持。最大程度地應用了以人體工(效)學為基礎的相關先進技術和成果,結合了足部三維掃描技術、足底壓力分析、一體織造等科技,精細而全面地考慮了包括空間站的特殊環境、人體的特征、運動的需求等設計影響因素。
事實上,東華大學憑借自身過硬的“航天基因”“紅色基因”與呼應國勢、篳路藍縷的奮進精神,與中國航天的淵源可謂由來已久。
學校團隊為航天事業插上紡織的“翅膀”,助力“天宮一號”“天宮二號”“天舟一號”貨運飛船飛天,“天宮”的“翅膀”——太陽能帆板的關鍵材料材“半剛性電池基板玻璃纖維網格”由東華大學紡織學院教授陳南梁團隊“編織”。
陳南梁團隊于2008年開始與中國航天五院西安分院空間天線技術研究所合作研發“星載天線金屬網”項目。經過長期不懈的科技攻關,科研團隊突破了極細金屬絲合股加捻技術;創新設計制造了專用的并線、整經、經編設備和全套生產工藝;創新建立了金屬網數值模擬與性能預測體系;建立了星載天線金屬網生產線和聯合實驗室。項目產品填補了國內空白,打破國外技術壟斷,極大地提高了我國高性能衛星的通訊能力,宛若航天器撐起的一把“太空傘”,為衛星順利運行保駕護航。
二十世紀七十年代,東華大學就開始關注高性能纖維對國家航天航空等戰略項目的重要作用,為碳纖維、芳綸、高強高模聚乙烯、聚酰亞胺等多種高性能纖維的研發奠定基礎。作為航天器防熱層關鍵材料,航天級高純粘膠基碳纖維的性能、品質直接關系到飛行的成敗。因其原料要求極高、制備技術極難,當時只有世界幾個大國擁有,且對我國實行嚴密禁運、技術封鎖。東華大學材料學院教授潘鼎領銜的碳纖維項目組臨危受命,采用棉漿基纖維素為原料,先后攻克了“原絲、工藝、強度、排廢”等難關,苦戰四年,最終成功研制了航天級高純粘膠基碳纖維,為我國航空航天事業提供了關鍵性的技術支持。這項科研成果獲評2001年中國高校十大科技進展,并獲2003年國家科技進步獎二等獎。
東華大學材料學院高級工程師韓文爵團隊所研制的“航天飛行器高可靠鈍化玻璃”成功應用于“神舟五號”載人飛船,將該種玻璃用在控制系統大功率整流器件上,能提高大功率整流器I/V硬特性,抵抗太空中因過高高溫和過低低溫變化劇烈引起的炸裂,還能防止太空光子、中子、質子等粒子的強輻射,保證控制精度和顯示成像,陪同我國航天英雄楊利偉首次飛入太空。
此外,學校團隊還為航天員排憂解難。貼心、溫暖的“太空馬桶”了解決載人飛船的生活大難題。二十世紀九十年代初,載人航天工程研究項目立項伊始,東華大學化工生物學院教授袁琴華團隊從“零”開始,瞄準了日常小事中的大課題,開展多學科攻關,最終研制出“太空馬桶”——“HYF”尿收集與應急大便收集裝置,將研發的航天衛生材料成功應用到航天員的太空生活中。“太空馬桶”不僅可以滿足航天員正常的排尿、排便需要,做到快速吸收,保持內褲的表面干燥,同時還能抗菌除臭,有效吸收排泄物中的氨成分,確保宇航員皮膚不受到任何感染,大腦不受到有毒氣體的刺激。
學校團隊為艙外航天服“穿上”最外層“盔甲”。比皮革還要柔軟,比鏡片還薄,比手機還輕,卻能像“盔甲”一樣保護神舟七號的航天員太空行走的安全。早在2001年東華大學承擔了該關鍵材料的研發任務,就對艙外航天服最外層的那層核心“盔甲”進行了研發。艙外航天服需要為航天員出艙活動提供適當的大氣壓力、足夠的氧氣、適宜的溫濕度,以保障航天員的生命活動需要;航天服還要具有足夠的強度,防止輻射、微流星和空間碎片對航天員的傷害,保證航天員的工作能力;航天服還能提供可靠供有效保障及遙測通信保障等。
艙外航天服是世界上最昂貴的“服裝”也是高科技領域的尖端技術代表。其實艙外航天服相當于一個獨立的載人航天器,不僅飛船的功能都要有,在重量、體積和功耗上的要求甚至比飛船更高。
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