【资料图】

北京日报客户端 | 记者 刘苏雅 通讯员 郑世贵 范晶岩

从天和核心舱顺利入轨至今，中国空间站已在轨安全运行一年多，经受住了恶劣空间环境的严峻考验，保障了航天员安全顺利出舱，成功完成多项任务。这背后，少不了一套固若金汤的“防护铠甲”——航天科技集团五院总体设计部空间碎片防护设计团队用20年的技术积累，为空间站长期在轨安全运行提供强大的空间碎片防护能力。

宇宙无垠，但空间轨道资源并不是无限的。最具应用价值的地球轨道主要集中在2000公里以下的轨道区域，但这里也是空间碎片的“集散地”。早在2002年，五院就开始组建空间碎片团队，在人员、资料缺乏的情况下，短短几年时间就成功完成了一系列相关课题的研究，突破了多项数学建模、编程语言开发、编程算法推演等多项关键技术，成功开发了“空间碎片风险评估与防护设计软件”，达到国际同类软件的先进水平。

在“天宫一号”空间碎片评估及防护设计工作中，团队就充分利用舱外原有的辐射器作为防护板，在只增加了支撑柱重量情况下，把舱体防护能力提高了3倍多，并且通过把辐射器管路更改为内藏式设计，显著减小了辐射器管路的单点失效概率。

2011年9月29日，天宫一号发射成功，作为我国首个空间碎片防护设计的航天器，在轨四年半的时间里经受住了空间碎片环境的考验，我国空间碎片防护技术取得重大突破。

中国空间站有更长的在轨时间、更大的组装规模、更苛刻的防护需求。团队首先攻克材料关，独辟蹊径提出了“基于冲击压力的防护材料评估方法”，简单有效地从几十种复合材料中，筛选出了具有防护潜力的两种材料。再又通过数百次数值仿真计算和试验，掌握了复合材料重量和位置等参数对防护性能的影响规律。后续，设计师可以根据需求轻松设计出最优性能的防护结构。

目前，先进防护结构已成功应用于空间站天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱，我国空间站防护结构性能指标达到国际先进水平。

标签： 防护设计 复合材料 技术积累