神舟十號(hào)飛船終于上天了，假想當(dāng)一切步入正軌后，宇航員突然發(fā)現(xiàn)艙門把手轉(zhuǎn)不動(dòng)了，機(jī)艙百葉窗也關(guān)不上了，更慘的是，重要的閥門銹死了！這該如何是好？

雖然太空是一個(gè)高真空的所在，但構(gòu)成航天器的種種機(jī)械結(jié)構(gòu)仍要面對(duì)摩擦帶來的襲擾，而潤(rùn)滑油的存在，就顯得必不可少了。

潤(rùn)滑油為神舟護(hù)航

你知道嗎？從入軌到交會(huì)對(duì)接，從脫離空間站到再入大氣層返回，神舟十號(hào)任務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)都離不開航天潤(rùn)滑材料的幫忙。

飛船進(jìn)入軌道后，推進(jìn)艙兩側(cè)的太陽能電池板將張開，并徐徐轉(zhuǎn)動(dòng)以對(duì)準(zhǔn)太陽。要是太陽能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)不靈可不得了，輕則造成飛船供電不足，重則導(dǎo)致整個(gè)任務(wù)失敗。這不是沒有先例的。

2008年11月22日，“奮進(jìn)”號(hào)航天飛機(jī)兩名航天員在國(guó)際空間站外太空行走，維修太陽能電池板的旋轉(zhuǎn)接頭。修理過程中，航天員在接頭內(nèi)發(fā)現(xiàn)了“大得出乎意料”的金屬碎屑。地面專家分析后認(rèn)為，潤(rùn)滑劑不足是“罪魁禍?zhǔn)?rdquo;。1

2011年5月29日，“奮進(jìn)”號(hào)航天飛機(jī)進(jìn)行最后一次太空之旅時(shí)，安排兩名航天員進(jìn)行太空行走，為國(guó)際空間站左側(cè)太陽能電池板的旋轉(zhuǎn)接頭添加了潤(rùn)滑劑。如果這塊太陽能電池板旋轉(zhuǎn)不良，會(huì)使空間站的電力供應(yīng)受到影響。2

因此，美國(guó)宇航局有研究表明，相當(dāng)比例的航天器機(jī)械部件失效同潤(rùn)滑問題有關(guān)。潤(rùn)滑技術(shù)是保證火箭與航天器安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)；太空潤(rùn)滑材料與航天任務(wù)的成敗直接相關(guān)，對(duì)航天器的使用壽命具有重要影響。3

好在類似的事情尚未困擾中國(guó)航天員。從神一到神九任務(wù)，每艘飛船的太陽能電池板都能正常工作，國(guó)產(chǎn)航天潤(rùn)滑材料功不可沒?，F(xiàn)在，你一定好奇這“國(guó)產(chǎn)航天潤(rùn)滑材料”是什么，據(jù)相關(guān)資料顯示，正是我們平時(shí)耳熟能詳?shù)拈L(zhǎng)城潤(rùn)滑油為我國(guó)航天事業(yè)靠譜兒的服務(wù)了50年，2010年至今，其已連續(xù)三年被中國(guó)航天基金會(huì)授予中國(guó)航天杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)，而中國(guó)石化也成為目前唯一的“中國(guó)航天事業(yè)戰(zhàn)略合作伙伴”。

神舟返回艙再入大氣層，潤(rùn)滑保證機(jī)械結(jié)構(gòu)有效工作.圖片源于網(wǎng)絡(luò)

神舟飛船里是個(gè)自給自足的封閉小環(huán)境。要維持舒適的生活工作環(huán)境，供氧設(shè)備和溫度調(diào)節(jié)設(shè)備必不可少。其中氧氣調(diào)解閥、熱控系統(tǒng)溫控閥和百葉窗升降系統(tǒng)中都使用了諧波減速器。它們的正常運(yùn)作需要一種介于固體潤(rùn)滑和液體潤(rùn)滑之間的特殊的潤(rùn)滑狀態(tài)潤(rùn)滑脂就是干這個(gè)的。長(zhǎng)城潤(rùn)滑油自主開發(fā)的諧波減速器高低溫潤(rùn)滑脂經(jīng)過了嚴(yán)格的地面模擬試驗(yàn)，應(yīng)用在各艘神舟飛船中，為航天員生命保障系統(tǒng)提供了良好的潤(rùn)滑技術(shù)支持。

中國(guó)空間對(duì)接機(jī)構(gòu).圖片源于CCTV7 截屏

這次神舟十號(hào)任務(wù)的一個(gè)重頭戲是多次交會(huì)對(duì)接。安裝在神舟十號(hào)和天宮一號(hào)上的對(duì)接機(jī)構(gòu)共有118個(gè)傳感器進(jìn)行測(cè)量，5個(gè)控制器接發(fā)指令，通過上千個(gè)齒輪軸承進(jìn)行力和運(yùn)動(dòng)的傳遞，通過18個(gè)電機(jī)和電磁拖動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作，整個(gè)對(duì)接機(jī)構(gòu)由數(shù)以萬計(jì)的零件和緊固件組成。這么多的活動(dòng)部件，傳動(dòng)鏈長(zhǎng)，精度要求又高，良好的潤(rùn)滑必不可少。4使用在這里的潤(rùn)滑油不能出現(xiàn)差錯(cuò)，發(fā)生故障的概率不能超過百萬分之一。而長(zhǎng)城潤(rùn)滑油提供的這套潤(rùn)滑系統(tǒng)已經(jīng)在神八、神九與天宮的對(duì)接中經(jīng)受了考驗(yàn)。

對(duì)接機(jī)構(gòu)，可見機(jī)械結(jié)構(gòu)之復(fù)雜.圖片源于NASA

對(duì)抗太空惡劣環(huán)境

太空環(huán)境在某種程度上代表了人類目前可及的物理與自然環(huán)境的極限，失重和高真空對(duì)潤(rùn)滑油的使用提出了更高的要求。以失重為例，要是潤(rùn)滑油在軌道飛行時(shí)發(fā)生揮發(fā)，它并不消散于空間，而是形成云團(tuán)，并在冷表面冷凝成薄膜，造成“冷凝污染”。敏感的表面如窗口、反射鏡、棱鏡、光柵攝譜儀等會(huì)因?yàn)楸挥湍じ采w而變得毫無用處。電氣觸點(diǎn)、集電環(huán)也會(huì)受到這些薄膜的污染。

對(duì)于長(zhǎng)壽命的航天器（如神十要對(duì)接的空間站“天宮一號(hào)”）而言，就需要將潤(rùn)滑油揮發(fā)減小到最低，以防止?jié)櫥驼羝拈L(zhǎng)年累積，污染空間站。在“天宮一號(hào)”太空飛行的兩年里，先后要與神舟八號(hào)、九號(hào)、十號(hào)交會(huì)對(duì)接，對(duì)飛行、變軌等活動(dòng)的精度要求很高。“天宮一號(hào)”慣性制導(dǎo)系統(tǒng)中使用的精密陀螺儀表油使用了飽和蒸汽壓和表面張力極低的材料，這樣才不會(huì)對(duì)高精度儀器造成污染。

高低溫差是另一個(gè)對(duì)潤(rùn)滑油不利的工作條件。天宮一號(hào)和神舟飛船在太空正對(duì)太陽的一面溫度達(dá)100℃，背對(duì)太陽的一面是-100℃，溫差近200℃。普通潤(rùn)滑油在這樣的溫度下早就被汽化或分解失效，談不上潤(rùn)滑了。大溫差對(duì)潤(rùn)滑油的黏度提出了非常苛刻的要求。要求它需具備極佳的粘溫性、高溫安定性、低溫流動(dòng)性。而中國(guó)自主研發(fā)的航天潤(rùn)滑油頑強(qiáng)的耐住了大溫差的考驗(yàn)。

載人航天器上使用的潤(rùn)滑油還得具備良好的生物惰性。它得無毒、無揮發(fā)，這樣才能保證密封船艙內(nèi)航天員的安全。天宮一號(hào)用的是長(zhǎng)城可降解生物潤(rùn)滑油，2011年11月天宮一號(hào)與神八分離后，艙內(nèi)曾有半年多的時(shí)間處于封閉狀態(tài)，直到去年6月神九與天宮一號(hào)交會(huì)對(duì)接，3位航天員進(jìn)入天宮一號(hào)，里邊的空氣依然清新，沒有任何機(jī)油味，保持著對(duì)人體的無毒無害狀態(tài)。

現(xiàn)在，你已經(jīng)意識(shí)到，偉大壯舉的背后對(duì)于質(zhì)量細(xì)節(jié)的要求是多么的重要了,神舟飛船能順利完成任務(wù)，好的潤(rùn)滑油絕對(duì)是其堅(jiān)強(qiáng)的后盾，讓我們一起給神十加油吧！

參考文獻(xiàn)

1.“奮進(jìn)”號(hào)航天員完成第三次太空行走，http://www.space.cetin.net.cn/index.asp?modelname=new_space/news_nr&recno=53803

2.“奮進(jìn)”號(hào)永別國(guó)際空間站，新華網(wǎng)，2011-05-31

3.翁立軍，劉維民，孫嘉奕，薛群基，空間摩擦學(xué)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，摩擦學(xué)學(xué)報(bào)，2005（1）

4..張建松，7分鐘的完美對(duì)接 16年的拼搏奮斗:中國(guó)空間交會(huì)對(duì)接機(jī)構(gòu)的研制過程，太空探索 2011年12期

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