北京時間2022年7月24日14時22分，搭載問天實驗艙的長征五號B遙三運載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場點火發(fā)射，發(fā)射取得圓滿成功。中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研制的系列特種功能防護涂層/薄膜材料“護航”問天實驗艙“問天”。問天實驗艙，是中國空間站天宮的組成部分，艙段規(guī)模20噸級，主要面向空間生命科學(xué)研究。

　　寧波材料所海洋新材料與應(yīng)用技術(shù)重點實驗室薛群基院士和王立平研究員團隊承擔了實驗艙內(nèi)環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)防腐抗菌多功能一體化涂層、艙間抽氣泵高可靠與高強韌化延壽薄膜、柔性太陽翼伸展機構(gòu)抗輻照損傷與低環(huán)境敏感性薄膜的研制和生產(chǎn)任務(wù)。

　　在國家任務(wù)面前，項目團隊主動踐行使命擔當，迎難而上、群策群力，經(jīng)過反復(fù)的方案論證和技術(shù)創(chuàng)新、大量實驗和科學(xué)分析、系列可靠性試驗考核，為問天實驗艙的成功發(fā)射提供了有力保障，為我國空間站建設(shè)貢獻了力量。

　　環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)是空間站艙內(nèi)較為復(fù)雜的系統(tǒng)，關(guān)系到航天員的生命安全以及能否完成航天任務(wù)。艙內(nèi)構(gòu)件的表面防護涂層需兼具阻燃、抗菌、防霉、耐磨和防腐功能，各項技術(shù)要求遠高于民航標準。劉栓高級工程師和郭小平工程師帶領(lǐng)的研究小組，歷時兩年通過對樹脂、功能填料及配套體系系統(tǒng)性設(shè)計和上百次實驗，攻克了輕合金和玻纖復(fù)合材料表面防護涂層強結(jié)合、多功能一體化、艙內(nèi)抗老化黃變等關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)的空間站環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)功能防護涂層成功應(yīng)用于座便器、熱合機構(gòu)、醫(yī)學(xué)信息綜合管理系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)設(shè)備電源管理裝置、回風口及散流器、食品加熱裝置等1000余件產(chǎn)品部件。

　　艙間抽氣泵用于空間站節(jié)點艙與氣閘艙的壓控系統(tǒng)，可將出艙活動前艙內(nèi)的空氣抽送給相鄰的密封艙段，以節(jié)省氧氣資源，是保障空間站宇航員和貨物出/進艙的核心設(shè)備。針對空間站干式真空泵，杜玉潔研究員和蒲吉斌研究員帶領(lǐng)的研究小組突破了鈦合金表面高強韌化薄膜的界面強化技術(shù)、抗沖擊和抗疲勞長壽命技術(shù)、轉(zhuǎn)子精密型線均勻低應(yīng)力可控制備技術(shù)等，解決了空間失重、高速和多次啟停沖擊工作條件下齒輪、轉(zhuǎn)子等部件高損傷和異常失效等瓶頸問題。通過地面全壽命試驗考核，研制的高可靠與高強韌化延壽薄膜之前成功應(yīng)用于空間站天和核心艙，并用于今日發(fā)射和后續(xù)將發(fā)射的問天和夢天實驗艙氣閘艙抽氣泵，保障其在軌高穩(wěn)定可靠和長壽命工作。

　　包括問天實驗艙在內(nèi)的中國空間站采用了先進的三結(jié)砷化鎵太陽能柔性電池翼，其伸展機構(gòu)極為復(fù)雜，在極端苛刻空間環(huán)境下的高可靠服役是空間站正常運行和任務(wù)成敗的關(guān)鍵?？臻g站太陽翼伸展機構(gòu)濺射薄膜面臨文昌臨海發(fā)射高濕熱環(huán)境和長期在軌高劑量原子氧輻照的挑戰(zhàn)。蒲吉斌研究員和王海新高工帶領(lǐng)的研究小組通過功能元素復(fù)合調(diào)控、納米多層精細結(jié)構(gòu)構(gòu)筑及晶體取向控制等創(chuàng)新技術(shù)，成功解決了防護薄膜在潮濕環(huán)境和原子氧輻照下的性能劣化和早期失效的共性難題。研發(fā)的低環(huán)境敏感抗輻照薄膜（榮獲國家專利獎銀獎）通過了文昌環(huán)境暴露適應(yīng)性、15年高劑量原子氧加速輻照試驗和熱真空疲勞壽命試驗，成功應(yīng)用于包括問天實驗艙在內(nèi)的空間站柔性太陽翼伸展機構(gòu)20000余件部件，確保其在10年以上的在軌服役期間“張弛有度，收放自如”且“萬無一失”。