神舟十七号的化工奥秘

　　10月26日，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。随后，神舟十七号载人飞船成功对接空间站天和核心舱前向端口，神舟十六号航天员顺利打开“家门”，6名航天员热情相拥，一张“全家福”再次见证中国航天的惊艳。10月29日，神舟十六号、神舟十七号航天员乘组完成交接。10月31日，神舟十六号航天员乘组顺利返回地球。

　　神舟十七号的顺利发射、宇航员在轨工作的顺利保证，都离不开化学工业的护佑，更离不开诸多化工企业和科研机构的辛勤工作。

　　固体推进剂助力火箭升空

　　10月25日，在神舟十七号发射任务即将进入倒计时之际，用于飞船发射的长征二号F遥十七运载火箭开始加注推进剂。此次加注的火箭推进剂来自西安近代化学研究所。在飞船发射过程中，由该所研制的三型高可靠性、宽环境适应性推进剂装药在火箭一级起动、助推器与主火箭反推、船箭分离侧推等过程中工作正常，圆满完成使命。

　　运载火箭配套用固体推进剂是保障火箭成功发射与航天员人身安全的关键核心技术。西安近代化学研究所勇挑重担，根据重大工程典型应用场景，科学设计方案，经反复实验与验证，突破能量、燃温、燃气清洁度、燃烧稳定性、宽环境适应性、制备工艺等多项关键技术，构筑了载人航天用高性能固体推进剂配方工艺设计及工程制备应用核心技术体系，形成了具有完全自主知识产权的高性能推进剂装药技术群。

　　隔热材料隔出“两重天”

　　在飞船的发射和返回过程中，由于与大气层的摩擦，飞船材料必须经受超高温考验。比如在返回时，强烈的摩擦使飞船表面的温度高达2000℃以上，但舱内温度不能超过30℃。

　　为此，中材科技所属北京玻钢院复合材料有限公司针对飞船不同关键部位，研制了用防/隔热一体中密度预混料、长征二号F遥十七运载火箭发动机底部防热板、长征二号F遥十七运载火箭逃逸塔用高性能耐烧蚀树脂，护航神舟十七号载人飞船逐梦太空。

　　中材科技所属南京玻璃纤维研究设计院研发的高强纱分别应用于长征二号F遥十七运载火箭防热结构件和神舟十七号载人飞船返回舱的隔热层。

　　这两家公司以其产品性能可靠、质量优异，为火箭发射、飞船和天和核心舱对接、航天员安全返回提供了可靠的保障。

　　密封材料护航飞天安全

　　值得注意的是，本次飞行任务将首次进行空间站舱外试验性维修作业。当前，空间碎片日益增多，长期运行的航天器受到空间微小颗粒撞击的情况时有发生。前期检查发现，天宫一号空间站太阳翼也多次受到空间微小颗粒的撞击，造成轻微的损伤。从面向空间站长期运行、验证技术能力考虑，神舟十七号航天员乘组将通过出舱活动进行舱外试验性维修，对空间站、飞船和宇航服的密封材料提出很高要求。承担这些材料研发工作的是航天动力技术研究院(简称航天四院)。

　　由航天四院42所研制的动、静结构与机构的密封，构成了飞船、空间站的舱体结构密封系统，它对隔离舱体与外层空间、支撑舱内环境起着至关重要的作用。由于太空条件极其苛刻，关乎航天员的生命安全，这些橡胶密封件的密封性能和耐久性极高。密封件产品最大直径接近3米，周长9米，但不能超过0.01毫米的误差，相当于一根头发丝1/5的精度。此外，空间动静密封材料对空间环境下的使用性能也有着严苛的性能考核，单单一个舱门抗静电密封材料就有着近20项指标。密封件在使用过程中不会产生静电吸附，产品成功经受了地面8万次的疲劳试验，并通过低压、高低温、失重等环境试验，实现了我国舱外服主气密层由跟踪模仿向自主创新的转变。这些材料制成的密封件能经受住-70℃~200℃高低温交替变化等严苛环境的考验，并可安全使用30年。

　　航天员进行出舱活动，要求航天服各关节更灵活、更便捷。一件舱外航天服，包含几十种形态各异的密封件，除了满足各项性能指标外，还需要根据人体学功能满足中空、与非金属件单边粘接等要求。航天服的连接处密封件能够耐受空间环境，既确保密封严丝合缝，又确保航天员的关节活动起来灵活自如。航天四院研制的橡胶件具有高强度、高抗撕、耐高低温交变等性能，空间环境适应性良好，所采用材料无毒、无污染，各项空间环境耐受性能均达到国外同类材料水平，满足空间飞行器卫生学标准的要求。

　　镉镍电池的“收官之战”

　　值得注意的是，神舟十七号飞船的成功发射，是镉镍蓄电池在中国航天器领域的“收官之战”。后续，神舟飞船将应用比能量更高的锂离子蓄电池。

　　据了解，镉镍蓄电池的高安全、高可靠特质，尤其是其良好的耐过充、耐过放性能，非常适合在神舟飞船这种高安全要求的环境中使用。自1999年神舟一号飞船成功发射以来，镉镍蓄电池已连续为神舟一号至神舟十六飞船成功服务了16次。其中，神舟一号到神舟七号飞船应用了65安时的镉镍蓄电池，神舟八号飞船为了提升整船的供电能力，将电池容量升级至70安时。在自此之后的9艘神舟飞船，镉镍蓄电池依次顺利通过了单船飞行、多个组合体飞行、空间站建造阶段、空间站应用与发展阶段的多次飞行考核。

　　随着长寿命大容量锂离子电池的安全性得到广泛验证，载人飞船采用该电池的日程越来越近。在中国空间站进入常态化运营后，神舟飞船后续将应用比能量更高的锂离子蓄电池，进一步满足型号任务需求，通过电源技术的不断进步，为飞船的正常运行持续提供可靠的保障。