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驰骋冰火两极 打造航天“神衣”

中国航天科工三院306所 田少星

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驰骋冰火两极 打造航天“神衣”
——中国航天科工三院306所先进热防护材料研制团队

  北京时间2022年7月24日14时22分,搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭,在我国文昌航天发射场准时点火发射,约495秒后,问天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道,发射取得圆满成功。

  在本次发射任务的背后,中国航天科工三院306所研制的高性能纳米气凝胶隔热毡产品一路随行,完美护航,产品隔热性能和可靠性再次得到了验证。

  其实,早在2021年4月,在“天问一号”探测器即将着陆火星之际,“气凝胶”这种神奇的材料就已经在互联网上火出了圈。

  “从导弹、运载火箭、火星车到潜艇,气凝胶为多领域装备提供防护神衣。”实验室里,面对众多记者侃侃而谈,介绍这种黑科技材料应用的,正是306所热防护材料专业创始人之一张昊。

  “2018年12月,我们的团队凭借‘气凝胶的高性能隔热材料极其制备方法’,代表航天科工集团,首次摘得中国专利金奖。”实验室里另一侧,同时接受采访的李文静,是306所第五技术部技术部的负责人。

  李文静口中引以为豪的团队——先进热防护材料研制团队,是一支绝对硬核的团队:30多人里,绝大部分是来自“双一流”高校,或者是“海归”硕士博士,整个队伍的平均年龄还不到30岁。

  十余年如一日,这支硬核团队潜心钻研,寻找着在“极寒”与“极热”特殊环境中应用的先进材料。

  “极寒”与“极热”是人类探索浩瀚星空必然面临的考验,恰如团队预研组组长张恩爽所解释的那样,“长征五号运载火箭发动机工作时产生上千摄氏度的极热,祝融号火星车在火星表面巡视阶段会面临零下一百多摄氏度的极寒……我们需要一种材料来隔绝这种极端的温度,保护相关精密仪器设备正常运转……”天生为破解这个难题,这支团队在一种“接力式”的探索与创新中,用奉献与拼搏、用责任与担当,书写着航天人的传奇故事。

  2003年10月15日,杨利伟乘坐“神州五号”飞船进入太空。之后环绕地球飞行14圈。

  “杨利伟好样的!”“中国航天崛起!”……电视机前,正在看直播的张昊和同学们兴奋地呐喊着,拼命地鼓着掌。在加入航天多年后,这一幕总令他难以忘怀。

  2007年,从中科院化学所博士毕业之后,张昊如愿来到306所。

  “这是材料界的一朵奇葩,它的密度可以做到比空气还小,它的导热系数比静态空气还低,作为这是世界上最轻的固体,如果深入开发研究,我相信它独特的性能使其在人类走向深空的过程中极具应用潜力。”尽管手头只有少量文献资料,眼光独到的张昊对气凝胶在航天隔热领域的应用已经有了清晰的价值预判。

  “我们一定要想办法把它研制出来。”“先构建微观模型,再利用各种技术手段把设想的微观结构在宏观世界完成搭建,最终还要实现工程级别的应用!”对气凝胶材料研制路线的规划,也是张昊和他的团队执着接力式探索与创新的起点。

  2008年的一天,已经与各种瓶瓶罐罐打了一年多交道的张昊,在一篇文献中发现:某种硅前驱体通过溶胶—凝胶反应可以得到性能优异的产物。正陷入困顿的他,第一时间尝试验证这一结论,结果令人欣喜。

  然而,这种欣喜突然被他眼角的一阵刺痛感打断,他被同事紧急送往医院。

  试验中挥发的物质,灼伤了他的眼角膜。

  在家休息的日子,却被张昊过成了一种对试验的执念。躺在病床上的他,眼前一片黑暗,脑海里却在一遍遍复盘着自己的试验过程,归纳出了提升材料性能的几个可能“组合”。

  待到眼睛稍有恢复,他的这份执念便在实验中得到满意的“回响”。

  果然!采用更加安全的配方和反应环境,同样得到了性能优异的气凝胶材料。

  “石医生,你离开家前去武汉也有两个多月了……”

  “听说你过于劳累,不得不通过安眠药来入睡,除了心疼和安慰,我不知能为你做些什么……”

  “踏踏实实干好自己的科研工作,是我当下唯一能做的……”

  “当疫情退去,也许我们可以无悔地说,在那艰难时期我们和许许多多的中国人一起,做出了一份普通人应做的贡献。”

  …………

  这是一封在2020年疫情期间曾感动很多人的航天家书。

  当新冠病毒席卷而来,作为一名军医,李文静的丈夫火速奔赴武汉火神山医院支援。相隔千里,这对夫妇用各自对岗位的坚守与担当,诠释着他们对彼此的支持与深爱。

  这种相互支持的坚守,就像舒婷的《致橡树》:“我如果爱你,就作为树的形象和你站在一起;根,紧握在地下,叶,相触在云里。”这种热爱与纯粹在工作中就变成了“敢啃硬骨头、能啃硬骨头”。

  时间回溯到几年前的一个周末,还在办公室加班的李文静,突然接到了型号总师的电话。“装备临近飞试,某单位的热防护材料方案试验却失败了。距离交付日期仅剩两个月不到,交不上合格方案,影响的绝不仅仅是三院的声誉!306所能不能完成这个任务?!”

  此时,某重点型号首选的热防护方案遭遇滑铁卢,连“备胎”都算不上的306所热防护材料方案,被这个“火烧眉毛”的电话“临危受命”。

  挂了电话,李文静来不及平复内心的压力与紧张,立刻带领团队,开启攻关模式。

  而这,只是接下来两个月魔鬼般艰难攻关的开始。

  两个月后,电话再次响起。“文静,你们的材料方案顺利通过试验,306所,靠谱!谢谢你们!”

  电话这头,一向是大家眼里女强人的李文静,眼角闪烁着泪花。她感念同伴的帮助,更感谢她背后那个人的默默支持。两个月的苦难,此刻终绽放成辉煌。

  “我的家乡是一个特别偏远的小县城,和俄罗斯仅一江之隔,家乡的人一直都觉得读书没有用,但我没有放弃……”

  “过去的二十几年里,我寒窗苦读获得了本硕博学位和出国留学的机会,再进入306所工作,本以为参加工作了可以松一口气,结果发现,奋斗才刚刚开始!”

  在一次五四表彰大会上,作为三院的“优秀飞航青年”,张恩爽的发言真挚朴实,打动了很多人。

  在306所,科研团队里高知林立,张恩爽不是最有光环的,但她却是那个从不言弃、努力赶超优秀的一个。

  2016年,刚参加工作的她,接到的是一个“不可能完成的任务”——把气凝胶耐高温等级从1100℃基础上,再进一步提升!

  “好走的技术路线都已经给走完了,大家都觉得这种材料耐温性能已经达到了极限!”从上学到读博一直都很顺利的张恩爽,遇到了人生第一个难啃的硬骨头。“就算是放弃,我也要把我能查到的、想到的全部都试完才放弃”!

  面对这样一个行业难题,凭着这股不愿意放弃、还想再多试一遍的韧劲和钻劲,张恩爽咬牙坚持,一干就是三年。

  这三年,是1000多个埋头苦干、反复验证、持续改进的日日夜夜;这三年,是1000多个对未来没有明确把握,但始终心有不甘的日日夜夜;这三年,是1000多个一边自己面临着科研的未知,一边不断去祝贺身边同事如期完成研制任务的日日夜夜……

  最终,耐温等级突破1500℃的气凝胶材料,在坚持不懈中姗姗而来。

  这份“惊喜”也成为张恩爽科研履历中的亮丽一笔,同时也为团队研究方向再创新的辉煌。

  从无到有,从弱到强,在306所热防护材料专业发展壮大的历程中,在张昊、李文静、张恩爽的身旁,还有一个个各有专长的伙伴,和他们一同奋斗着——

  “选择了航天,也就选择了义无反顾”,这是学术达人雷朝帅。他密切追踪数十种主流学术期刊的成果报道,不断开拓研究思路,成功开发出了工艺更简单、操作更安全、生产更高效的气凝胶制备方案。

  不同于其他团队成员整天泡在实验室研究配方,生产厂房是是周玉贵的主战场。

  作为团队中的设备达人,他推动完成了两台国内最大的超临界设备的建设,为实现气凝胶产品性能和产能超越其他竞争企业做出突出贡献。

  “一米八的大个头、帅气的脸庞,戴着一副提气质的斯文镜框”,这是科普达人黄红岩。博文强记的他始终保持着对科研的极大热情,条理清晰、善于表达的优点让他成为多个央视科普节目的嘉宾。

  …………

  努力不被辜负,美好如期而至。

  国家“万人计划”青年拔尖人才、中国科协青年托举人才、北京市科技新星、三院金桥计划人选……在他们当中接连涌现多名创新精英。

  中国专利金奖、国家科技进步二等奖、国防科技发明一等奖、北京市科学技术一等奖……他们的团队陆续收获重磅奖项。

  武器装备、深空探测、工业节能、新能源汽车……他们披荆斩棘,不断拓荒出一片片希望的沃土。

  2022年1月出版的《瞭望》新闻周刊,在“制造强国筑牢发展根基”一文中,特别提到天问一号使用了306所独立自主研发的纳米气凝胶材料,为大国制造的万千气象中再添一抹航天亮色!

  一切辉煌的过往,皆为序章。

  站在时代的交汇点上,初心和使命令人如此心潮澎湃。这群心怀梦想、挑战极限的人们,步伐铿锵,背影坚定,朝着浩瀚宇宙,向着星辰大海……再次,出发!
发布人:xinghechangming 发布时间:2022-7-25 14:50 收藏 阅读人次:1933

初审:凌晨 编辑:亦风 责编:李一画 回复