从航天员专用服装到航天器关键材料，一系列“顶天立地”科研成果对接国家使命
东华“智造”织就空天强国梦
来源：解放日报
作者：徐瑞哲
日期：2021-10-17
■本报记者 徐瑞哲
10月14日，翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员，身着东华大学航天员服装研发设计团队研制的常服，在酒泉卫星发射中心问天阁集中亮相，开启神舟十三号载人飞船“星辰大海”之旅。
常服上，五角星的数量表明佩戴者执行载人飞行任务的次数，前肩隐喻航天飞行轨迹的S形弧线与前胸象征胜利的V形直线拼条两相呼应……这是神舟十二号载人飞船发射后，短短4个月间，东华大学设计研发的保障航天员太空和地面工作生活全程的系列专用服装，再次陪伴神舟“太空出差”。
为中国空间站一圆飞天梦，为空天战略织就强国梦，新中国第一所纺织高等学府东华大学从1951年建校起，就担当“纺织强国”使命。他们如何凭借纺织、材料、设计等特色优势学科，完成神舟、天宫、北斗等任务，以一系列“顶天立地”的科研成果对接国家特需、服务国计民生？
量身打造太空华服
“中国航天员专用服装是以功能性和工效性优先、兼具美观性的多功能服装。”东华大学航天员服装研发设计团队负责人李俊教授介绍，各具功能的数十个种类服装，有的帮助航天员在长时间太空飞行中对抗失重对人体肌肉的不利影响，有的呵护航天员调节他们的情绪状态，有的还要考虑舱内光线环境下进行摄影、摄像和图像传输后的显示效果，还有的需要“天上飞、地上改”以最快速度从连体款改装出分体款——可谓“一样菜满足百家胃”。这些的背后，是横跨多个学科的二三十人构成的“设计+工艺”团队。
起居“太空之家”也离不开“居家鞋”。“考虑到舱内的微重力环境以及飞船载人的重量要求，舱内用鞋比老百姓日常穿的普通鞋要轻很多。”航天员舱内用鞋研发设计团队负责人郑嵘教授表示，在保证功能性基础上，整个鞋底布满中国元素，其镂空设计源于“九天揽月”的篆书艺术设计感，外圈环绕的“周天星宿”纹样周而复始，彰显壮志凌云大国气魄。
提前落子与时俱进
因需而变，与时俱进，东华人敏锐捕捉“大纺织”科学前沿，前瞻性调整攻关方向，直指空天。
20年前，东华就开始考虑航天员“穿衣问题”，承担起舱外航天服关键材料研发任务。即使一无资料、二无实物，仍通过反复试验，实现了纺织涂层和外层材料在抗高温、抗辐射等方面的指标突破。这种舱外服最外层的“盔甲”，比皮革还软，比镜片还薄，比手机还轻，妥妥地保护了神舟七号航天员翟志刚太空行走安全。
“贴身”再进一步，研发提前落子。载人航天工程立项研究伊始，东华大学化工生物学院袁琴华教授团队从零开始，研发航天卫生材料。“太空马桶”课题组相继为多艘次飞船航天员提供“方便”，甚至预先为女航天员量身打造了专用款。
关键技术逐一攻克
航天器是拥有成千上万构件的复杂系统，缺一不可又要万无一失，最怕被“卡脖子”。早在我国实施第一次载人航天飞行任务时，东华大学材料学院韩文爵高级工程师团队所研制的“航天飞行器高可靠钝化玻璃”，就成功伴随航天英雄杨利伟首飞。
作为航天器防热层关键材料，航天级“高纯粘胶基碳纤维”的品质直接关系飞行成败。 下转◆6版（上接第1版）因其原料要求极高、制备技术极难，当时世界上只有几个大国可制造，且对我国实行严格禁运和技术封锁。东华大学潘鼎教授领衔的碳纤维项目组临危受命，采用棉浆基纤维素为原料，先后攻克“原丝、工艺、强度、排废”等难关，苦战4年终于研制成功，为我国空天事业提供关键性技术支持，后来还贡献给大飞机等重大专项。
有意思的是，飞船的“翅膀”真是织出来的。从天宫一号、二号到天舟一号，它们那对太阳能帆板的关键材料——半刚性电池基板玻璃纤维网格，就由东华大学纺织学院陈南梁教授团队用“玻璃纤维”编织而成。所谓纺织，通常是经线、纬线十字交叉，而团队则在45°甚至20°等方向上再编一路，这样的经编网格更为“刚柔并济”。让陈南梁难忘的是，研发过程中，“五六个人整天泡在厂里，甚至身边博士生倒在没有空调的车间直冒冷汗，经历种种失败才最终告成”。这种电池基板形成中空结构，不仅散热性能好，而且可以双面发电：向阳一面吸收阳光发电，背阳一面也能利用地球反光发电。结果“天宫”长期留轨，相比2年设计寿命大大延迟“退休”。
织双翼、接天线，东华“智造”一一打通航天器瓶颈。长期以来，我国星载天线金属网主要靠进口。也是陈南梁团队，实现了将只有头发丝1/4细的镀金钼丝纤维合股加捻的技术突破，宛若为航天器撑起的一把太空伞，极大提高北斗导航卫星、移动通信卫星等多个系列卫星的通讯能力，开创我国卫星采用自主研发金属网天线的历史。
