9月25日，天宮二號(hào)進(jìn)入了交會(huì)對(duì)接準(zhǔn)備階段，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室是中國(guó)第一個(gè)真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室，由于需要長(zhǎng)期在外太空停留，所以對(duì)材料的要求極為苛刻。在天宮二號(hào)等待著10月中下旬才到來(lái)的神舟十一號(hào)的過(guò)程中，可以一同來(lái)看看新型材料如何為其保駕護(hù)航。

耐輻照石英玻璃

天宮二號(hào)的穩(wěn)定運(yùn)行、空間交會(huì)對(duì)接離不開姿態(tài)控制系統(tǒng)，耐輻照石英玻璃是航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的核心元件。

在國(guó)內(nèi)航天事業(yè)飛速發(fā)展的背景下，為了滿足各類發(fā)射任務(wù)的不同需要，于耐輻照石英玻璃的性能指標(biāo)來(lái)而言，要求越來(lái)越高。比如在軌運(yùn)行時(shí)間由8年提高到了15年，這對(duì)去除玻璃內(nèi)部微氣泡、雜點(diǎn)等缺陷來(lái)說(shuō)意味著提出了近乎苛刻的生產(chǎn)要求。

目前天宮二號(hào)上所采用的耐輻照石英玻璃材料，來(lái)自中國(guó)建材總院，具有優(yōu)異的耐宇宙射線輻照、濾紫外線、熱穩(wěn)定及光學(xué)性能，可以確保自控系統(tǒng)在惡劣環(huán)境中長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，讓天宮二號(hào)在茫茫宇宙中不迷失方向。

天宮二號(hào)上的耐輻照石英玻璃，建立在新一代水晶粉料處理技術(shù)、摻雜料配制技術(shù)、摻雜石英玻璃熔制技術(shù)及耐輻照石英玻璃熱處理技術(shù)之上，除了先進(jìn)技術(shù)，這種新材料的誕生還需兼?zhèn)淞鲿车墓に囎詣?dòng)化生產(chǎn)線。目前，中國(guó)建材總院也是國(guó)內(nèi)唯一掌握耐輻照石英玻璃制備技術(shù)的單位。

高強(qiáng)度抗輻照玻璃蓋片

除了耐輻照石英玻璃，另一個(gè)值得一提的材料是空間用高強(qiáng)度抗輻照玻璃蓋片。后者是天宮二號(hào)的動(dòng)力源泉——太陽(yáng)能電池帆板上的“防彈衣”，能夠抵抗太空中各種有害離子的撞擊，透光率高、抗高低溫沖擊，為天宮二號(hào)的太陽(yáng)能電池能源系統(tǒng)提供有效保護(hù)?！?/p>

天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)的空間交會(huì)對(duì)接是搭建太空之家的重要一步，太空之家屬于低軌道航天器，它運(yùn)行在距離地球300多公里的太空，這一位置仍會(huì)有稀薄的大氣，受大氣阻力影響，航天器運(yùn)行速度會(huì)不斷下降并導(dǎo)致軌道高度不斷下降，為了維持相對(duì)穩(wěn)定的軌道高度，需要航天器不斷補(bǔ)充能量，大功率太陽(yáng)能電池是天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)的首選。

天宮二號(hào)上的太陽(yáng)能電池帆板是空間運(yùn)行的動(dòng)力來(lái)源，其性能直接影響到衛(wèi)星、空間站的運(yùn)行壽命和可靠性。但在太空中，太陽(yáng)光的照射強(qiáng)度是地球上的3到5倍，為了保護(hù)太陽(yáng)能電池，需要空間用抗輻照玻璃蓋片的有效護(hù)航。

然而，在高性能太陽(yáng)能電池及大型航天器的研發(fā)領(lǐng)域，由于電池帆板在裝配、大過(guò)載發(fā)射、空間收攏打開過(guò)程中極易發(fā)生電池破損，宇宙高能射線、粒子的轟擊在運(yùn)行過(guò)程中也會(huì)對(duì)電池造成較大損傷，極大地影響到太陽(yáng)能電池帆板的性能和壽命，因此研發(fā)大尺寸、高強(qiáng)度、高可靠性的空間用玻璃蓋片的難度并不小。

此次應(yīng)用在天宮二號(hào)上的高強(qiáng)度抗輻照玻璃蓋片，是由秦皇島星箭特種玻璃有限公司歷時(shí)兩年時(shí)間研制成功的。作為河北省一家民營(yíng)企業(yè)，從2000年10月，秦皇島星箭特種玻璃有限公司開始與中國(guó)航天科技集團(tuán)合作，產(chǎn)品先后用于神舟五號(hào)至神舟十號(hào)，雙星探測(cè)、嫦娥一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)和天宮一號(hào)等多顆衛(wèi)星與航天器上。

星箭公司目前是中國(guó)航天科技集團(tuán)公司唯一一家航天用玻璃產(chǎn)品的合格供貨方，市場(chǎng)占有率已經(jīng)達(dá)到95%以上公司。自2000年成立以來(lái)，已獲得3項(xiàng)國(guó)家專利證書和2項(xiàng)實(shí)用型專利證書，另外3項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利已進(jìn)入實(shí)質(zhì)審查階段。衛(wèi)星用高強(qiáng)度超大超薄抗輻照玻璃蓋片和柔性抗輻照玻璃蓋片，是星箭公司的代表產(chǎn)品。

據(jù)介紹，星箭公司2015年研究出的0.05mm厚超薄柔性抗輻照玻璃蓋片，此項(xiàng)產(chǎn)品可為國(guó)家每顆衛(wèi)星節(jié)省發(fā)射成本300多萬(wàn)元，每年可為國(guó)家節(jié)約發(fā)射成本近六七千萬(wàn)元。