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北京日報客戶端 | 記者 劉蘇雅 通訊員 鄭世貴 范晶巖

從天和核心艙順利入軌至今，中國空間站已在軌安全運行一年多，經受住了惡劣空間環境的嚴峻考驗，保障了航天員安全順利出艙，成功完成多項任務。這背后，少不了一套固若金湯的“防護鎧甲”——航天科技集團五院總體設計部空間碎片防護設計團隊用20年的技術積累，為空間站長期在軌安全運行提供強大的空間碎片防護能力。

宇宙無垠，但空間軌道資源并不是無限的。最具應用價值的地球軌道主要集中在2000公里以下的軌道區域，但這里也是空間碎片的“集散地”。早在2002年，五院就開始組建空間碎片團隊，在人員、資料缺乏的情況下，短短幾年時間就成功完成了一系列相關課題的研究，突破了多項數學建模、編程語言開發、編程算法推演等多項關鍵技術，成功開發了“空間碎片風險評估與防護設計軟件”，達到國際同類軟件的先進水平。

在“天宮一號”空間碎片評估及防護設計工作中，團隊就充分利用艙外原有的輻射器作為防護板，在只增加了支撐柱重量情況下，把艙體防護能力提高了3倍多，并且通過把輻射器管路更改為內藏式設計，顯著減小了輻射器管路的單點失效概率。

2011年9月29日，天宮一號發射成功，作為我國首個空間碎片防護設計的航天器，在軌四年半的時間里經受住了空間碎片環境的考驗，我國空間碎片防護技術取得重大突破。

中國空間站有更長的在軌時間、更大的組裝規模、更苛刻的防護需求。團隊首先攻克材料關，獨辟蹊徑提出了“基于沖擊壓力的防護材料評估方法”，簡單有效地從幾十種復合材料中，篩選出了具有防護潛力的兩種材料。再又通過數百次數值仿真計算和試驗，掌握了復合材料重量和位置等參數對防護性能的影響規律。后續，設計師可以根據需求輕松設計出最優性能的防護結構。

目前，先進防護結構已成功應用于空間站天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙，我國空間站防護結構性能指標達到國際先進水平。

標簽： 防護設計 復合材料 技術積累