7月24日,海南文昌,長(cháng)征五號B遙三運載火箭搭載“問(wèn)天”順利升空。千里之外,保利中輕所屬中國制漿造紙研究院(制漿造紙國家工程實(shí)驗室的依托運行單位)的科研人員們興奮不已、倍感自豪。他們完全自主研發(fā)、定制生產(chǎn)的導水紙再一次助力飛天夢(mèng)。
中國制漿造紙研究院一直陪伴我國載人航天工程。從神舟系列載人飛船,到天和核心艙,再到問(wèn)天實(shí)驗艙,全程見(jiàn)證和保障著(zhù)國家航天事業(yè)的發(fā)展騰飛。遙想兩千年前啟動(dòng)文明傳承的“造紙術(shù)”,到如今伴隨大國重器太空獨舞,時(shí)間和空間的跨越,民族精神和創(chuàng )新意志的傳承,如何不令人心神一震、豪氣頓生。
長(cháng)征五號B遙三運載火箭搭載中國空間站問(wèn)天實(shí)驗艙點(diǎn)火發(fā)射(央廣網(wǎng))
此次問(wèn)天實(shí)驗艙的主要任務(wù)是開(kāi)展生命科學(xué)和生物技術(shù)研究,對艙內溫濕度環(huán)境要求嚴苛,并且在外太空水資源更顯彌足珍貴,航天員在艙內日?;顒?dòng)中排出的濕氣需要進(jìn)行及時(shí)回收利用。這時(shí),作為航天員生命保障系統重要構成材料之一的導水紙便起到了關(guān)鍵作用,它能避免濕氣在空氣中或設備上凝結,對宇航員呼吸系統產(chǎn)生危害,對艙內設備造成腐蝕,從而很好地保障宇航員和艙內設備安全。
精益求精潛心鉆研,追求卓越不負使命
1994年,中國制漿造紙研究院接受委托對第一代載人航天用導水紙進(jìn)行專(zhuān)項攻關(guān)研制。中國制漿造紙研究院深感使命在肩,立即組建了由纖維材料、化學(xué)、功能材料等領(lǐng)域專(zhuān)家,經(jīng)驗豐富的紙機操控能手組成的集“研、產(chǎn)、用”于一體的聯(lián)合攻關(guān)團隊。
團隊充分利用科研手段及生產(chǎn)設備條件,從纖維原材料、功能助劑、成型方案結合現代濕法抄造技術(shù)逐一進(jìn)行工藝技術(shù)探索,深入研究微重力環(huán)境下紙張的吸水性和耐受性,并可根據實(shí)際應用場(chǎng)景所需的紙張規格進(jìn)行定制生產(chǎn)。
團隊甄選了上千種纖維原材料,進(jìn)行了上百次的實(shí)驗室試驗和幾十次中試生產(chǎn)工藝調整,日以繼夜反復討論驗證,無(wú)論是顯微鏡下纖維分絲的粗細長(cháng)短,還是紙機運行過(guò)程中每個(gè)烘缸細微的溫度變化,都要把相關(guān)數據和成紙指標逐一列出分析研究。
功夫不負有心人,歷經(jīng)一千多個(gè)日夜的艱苦奮戰,開(kāi)發(fā)團隊終于在1997年生產(chǎn)出了純凈度高、吸水吸濕能力強等特點(diǎn)的導水紙,材料性能全面達到驗收標準,并成功應用于神州系列飛船上,在約定期限內圓滿(mǎn)完成了這一光榮使命。
持續迭代升級 提升硬核實(shí)力
第一代導水紙的設計目標主要是滿(mǎn)足短時(shí)間飛行的載人飛船使用,有效使用期僅為600小時(shí)。隨著(zhù)我國載人航天事業(yè)的發(fā)展,載人飛船或空間站航天器在太空的執行任務(wù)期越來(lái)越長(cháng),在我國計劃開(kāi)展空間科學(xué)實(shí)驗室和空間站常態(tài)化運行建設之前,專(zhuān)家團隊和需方對“原有導水紙材料能否滿(mǎn)足長(cháng)時(shí)間的飛行使用”這一課題進(jìn)行了多次溝通探討。
自2006年開(kāi)始,中國制漿造紙研究院對導水紙長(cháng)期使用過(guò)程中的性能變化情況進(jìn)行了系統研究,對導水紙的整體性能進(jìn)一步優(yōu)化提升,同時(shí)采用自然存放和加速老化相結合的方法來(lái)確定導水紙的有效期,并制定了《載人航天器用導水紙規范》。
2018年,根據中國空間站的建設規劃要求,團隊對導水紙的使用壽命開(kāi)始進(jìn)行為期15年的全面研究工作,目前導水紙已經(jīng)在模擬實(shí)驗裝置中處理了近50個(gè)月,進(jìn)行了20余次的取樣測試工作,所測樣品外觀(guān)完好、性能穩定,未出現異常狀況。
載人航天工程是一項“既高大上,又接地氣”的偉大事業(yè),既集中體現了一個(gè)國家的綜合科技水平,又對現代科技的各個(gè)領(lǐng)域提出新的發(fā)展要求。據初步統計,中國載人航天工程發(fā)展30年來(lái),有4000余項技術(shù)成果被廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個(gè)行業(yè),帶動(dòng)了行業(yè)的技術(shù)創(chuàng )新、工藝創(chuàng )新和產(chǎn)業(yè)升級。中國制漿造紙研究院將不斷踐行“科技 賦能產(chǎn)業(yè) 致美生活”企業(yè)使命,全力以赴為人民美好生活做出新的更大貢獻。