劉春太教授在實(shí)驗(yàn)室。受訪者供圖
開欄的話
給航天員當(dāng)“眼睛”的航天面窗、盾構(gòu)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)編制、破解高層建筑救火的無人機(jī)綜合裝備……近年來中國科技“上天入地”，很多卓越成就的背后，都閃耀著河南創(chuàng)新的光芒。為深入落實(shí)省第十一次黨代會(huì)建設(shè)國家創(chuàng)新高地的要求，本報(bào)即日起推出“大國重器背后的河南人”系列報(bào)道，生動(dòng)展現(xiàn)河南本土科技研發(fā)力量的風(fēng)采，敬請(qǐng)關(guān)注。
河南科學(xué)家有話說
格物而致知，科學(xué)和技術(shù)問題的解決都在細(xì)節(jié)上，都在持續(xù)的精益求精中。
——鄭州大學(xué)橡塑模具國家工程研究中心執(zhí)行主任劉春太
2008年9月27日，中國航天員翟志剛身著我國自行研制的“飛天”宇航服在太空中留下了中國宇航員的身影。中國成為第三個(gè)掌握太空出艙技術(shù)的國家。
“當(dāng)?shù)灾緞偼高^頭盔上的航天面窗看到太空，向太空伸出雙臂，意味著中國航天工作者開始向太空伸出廣闊的觸角。作為航天面窗的研制者，我們無比自豪!”不負(fù)重托為國爭光的初心，是中國科學(xué)院院士、國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局局長、時(shí)任鄭州大學(xué)校長申長雨他們一次次穿越坎坷攀登高峰的無窮動(dòng)力。
2021年9月17日，神舟十二號(hào)載人飛船返回艙順利著陸。在太空，聶海勝等3位航天員戴著鄭大研制的航天面窗，兩次在艙外作業(yè)時(shí)間均超6小時(shí)，經(jīng)歷了長期太空環(huán)境下作業(yè)的考驗(yàn)，也刷新了中國航天員單次飛行任務(wù)太空駐留時(shí)間的紀(jì)錄。
2021年11月7日，神舟十三號(hào)航天員翟志剛和王亞平，在“感覺良好”的心情中，再次在艙外作業(yè)6個(gè)小時(shí)以上。王亞平也成為我國首位出艙女航天員。
“神舟十二號(hào)、十三號(hào)上兩套面窗產(chǎn)品也是我們團(tuán)隊(duì)研制的。從2006年開始，我們已持續(xù)工作15年，完成了我國多代航天服面窗的研制?！?1月14日，鄭州大學(xué)橡塑模具國家工程研究中心執(zhí)行主任劉春太自豪地說。
“持續(xù)工作15年”，云淡風(fēng)輕幾個(gè)字，凝結(jié)著多少“從0到1”背后的曲折和波瀾，凝結(jié)著多少“山窮水盡”到“柳暗花明”背后的堅(jiān)持和堅(jiān)守。
看似普通的航天面窗，科技含量非常高，對(duì)材料、成型、模具，甚至制造環(huán)境都有著近乎苛刻的要求。它不僅是航天員的“眼睛”，也是航天員生命保障最關(guān)鍵的部件之一。
“航天面窗必須零缺陷。任何缺陷都會(huì)讓航天員暴露在太空中，面臨失壓、缺氧、低溫和輻射4大生命危險(xiǎn)。”劉春太說。
在無任何經(jīng)驗(yàn)可借鑒的情況下，鄭州大學(xué)橡塑模具國家工程研究中心科研團(tuán)隊(duì)一次次滿懷熱情地摸索，一次次面對(duì)殘酷的失敗，一次次在失望甚至絕望中重新再來，開展一系列國際首創(chuàng)的理論和試驗(yàn)研究，包括爆破試驗(yàn)、高沖擊理論和試驗(yàn)、光學(xué)控制理論和試驗(yàn)、低溫性能保持和試驗(yàn)、殘余應(yīng)力監(jiān)測和控制等，最后采用光學(xué)級(jí)樹脂，結(jié)合數(shù)值模擬技術(shù)、精密模具優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，采用注塑成型方法，自主可控地研制出我國第一代出艙面窗產(chǎn)品。2008年，該團(tuán)隊(duì)作為全國20家獲獎(jiǎng)單位之一，榮獲“中國載人航天工程突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”。
“我印象最深的是，再有不到一年‘神七’就要發(fā)射了，而我們研制的面窗卻在做水下試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)了不可接受的缺陷，”劉春太說，“只能歸零處理，所有都得從頭再來，那種挫敗感讓人一輩子都忘不了。”
對(duì)祖國樸素而深沉的感情，是支撐他們永不言棄的力量。
“2008年‘神七’發(fā)射成功后，2010年美國專門出了一個(gè)關(guān)于中國航天服的報(bào)告，指出中國的艙外活動(dòng)只持續(xù)了不到20分鐘，沒有經(jīng)歷長期的艙外作業(yè)考驗(yàn)。新一代航天面窗的研制面臨更大挑戰(zhàn)?！眲⒋禾f。
2012年，鄭州大學(xué)聯(lián)合中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院等高校和科研院所，承擔(dān)了國家973計(jì)劃項(xiàng)目“高聚物成型模擬及模具設(shè)計(jì)制造中的關(guān)鍵問題研究”，以新一代航天面窗研制為背景，經(jīng)過4年研究取得了一系列成果，并成功應(yīng)用到新一代航天面窗的研制中，使航天面窗有了更長的壽命、更高的安全可靠性。
載人航天未來的發(fā)展趨勢是載人月球探測，我國對(duì)載人月球探測已形成總體共識(shí)和初步方案，相關(guān)工作正在穩(wěn)步推進(jìn)。
新的難關(guān)亟待攻克。比如月球探測中的月塵問題，帶靜電的呈鋸齒狀和不規(guī)則形狀的月塵，化學(xué)反應(yīng)性強(qiáng)，有時(shí)還帶磁性，會(huì)強(qiáng)烈吸附到航天器和月面作業(yè)的宇航員服裝表面，產(chǎn)生機(jī)械阻塞、表面磨損、熱控問題、密封失效諸多巨大危害，此外還要解決防輻射問題，這對(duì)航天服材料提出了很高要求。
“研制適合月面工作的航天服材料，是我們下一步的工作重點(diǎn)?！眲⒋禾f。
除此之外，他們團(tuán)隊(duì)正在探索國家戰(zhàn)略超大超厚深腔殼體注塑成型和模具技術(shù)，研發(fā)全球最大的注塑機(jī)、最大的注塑模具和注塑產(chǎn)品。
為科技強(qiáng)國貢獻(xiàn)更多河南科技工作者的力量，是他們闖關(guān)爬坡的不竭動(dòng)力，也是他們孜孜以求的質(zhì)樸夢想。（記者 史曉琪）