给神十加点儿“油”

jackchennt

神舟十号飞船终于上天了，假想当一切步入正轨后，宇航员突然发现舱门把手转不动了，机舱百叶窗也关不上了，更惨的是，重要的阀门锈死了！这该如何是好？
5 X! S8 Q& c" t0 f. X; U- Q虽然太空是一个高真空的所在，但构成航天器的种种机械结构仍要面对摩擦带来的袭扰，而润滑油的存在，就显得必不可少了。
) C5 `4 R1 Z1 ^' h, o& d$ B4 u润滑油为神舟护航你知道吗？从入轨到交会对接，从脱离空间站到再入大气层返回，神舟十号任务的各个环节都离不开航天润滑材料的帮忙。
8 W! y! R% I; b' }- x飞船进入轨道后，推进舱两侧的太阳能电池板将张开，并徐徐转动以对准太阳。要是太阳能电池板转动不灵可不得了，轻则造成飞船供电不足，重则导致整个任务失败。这不是没有先例的。
; D9 B. ^) q# g, K8 k2008年11月22日，“奋进”号航天飞机两名航天员在国际空间站外太空行走，维修太阳能电池板的旋转接头。修理过程中，航天员在接头内发现了“大得出乎意料”的金属碎屑。地面专家分析后认为，润滑剂不足是“罪魁祸首”。1
/ j9 F  y; F4 M+ M$ g$ J* A2011年5月29日，“奋进”号航天飞机进行最后一次太空之旅时，安排两名航天员进行太空行走，为国际空间站左侧太阳能电池板的旋转接头添加了润滑剂。如果这块太阳能电池板旋转不良，会使空间站的电力供应受到影响。2
因此，美国宇航局有研究表明，相当比例的航天器机械部件失效同润滑问题有关。润滑技术是保证火箭与航天器安全可靠运行的关键技术；太空润滑材料与航天任务的成败直接相关，对航天器的使用寿命具有重要影响。3
好在类似的事情尚未困扰中国航天员。从神一到神九任务，每艘飞船的太阳能电池板都能正常工作，国产航天润滑材料功不可没。现在，你一定好奇这“国产航天润滑材料”是什么，据相关资料显示，正是我们平时耳熟能详的长城润滑油为我国航天事业靠谱儿的服务了50年，2010年至今，其已连续三年被中国航天基金会授予中国航天杰出贡献奖，而中国石化也成为目前唯一的“中国航天事业战略合作伙伴”。

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& {7 F) r- k0 G" [0 G: ?; C神舟返回舱再入大气层，润滑保证机械结构有效工作.图片源于网络.
" ^8 G* u/ F8 F% l  E神舟飞船里是个自给自足的封闭小环境。要维持舒适的生活工作环境，供氧设备和温度调节设备必不可少。其中氧气调解阀、热控系统温控阀和百叶窗升降系统中都使用了谐波减速器。它们的正常运作需要一种介于固体润滑和液体润滑之间的特殊的润滑状态——润滑脂就是干这个的。长城润滑油自主开发的谐波减速器高低温润滑脂经过了严格的地面模拟试验，应用在各艘神舟飞船中，为航天员生命保障系统提供了良好的润滑技术支持。

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# y2 C+ ~/ ~. V  f: w" _% @中国空间对接机构.图片源于CCTV7 截屏.
这次神舟十号任务的一个重头戏是多次交会对接。安装在神舟十号和天宫一号上的对接机构共有118个传感器进行测量，5个控制器接发指令，通过上千个齿轮轴承进行力和运动的传递，通过18个电机和电磁拖动机构进行动作，整个对接机构由数以万计的零件和紧固件组成。这么多的活动部件，传动链长，精度要求又高，良好的润滑必不可少。4使用在这里的润滑油不能出现差错，发生故障的概率不能超过百万分之一。而长城润滑油提供的这套润滑系统已经在神八、神九与天宫的对接中经受了考验。

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对接机构，可见机械结构之复杂.图片源于NASA.
( ]  O! D- _' m7 Q对抗太空恶劣环境

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伤痕累累的和平号空间站，可见近地轨道环境之恶劣.图片源于NASA.
太空环境在某种程度上代表了人类目前可及的物理与自然环境的极限，失重和高真空对润滑油的使用提出了更高的要求。以失重为例，要是润滑油在轨道飞行时发生挥发，它并不消散于空间，而是形成云团，并在冷表面冷凝成薄膜，造成“冷凝污染”。敏感的表面如窗口、反射镜、棱镜、光栅摄谱仪等会因为被油膜覆盖而变得毫无用处。电气触点、集电环也会受到这些薄膜的污染。
对于长寿命的航天器（如神十要对接的空间站“天宫一号”）而言，就需要将润滑油挥发减小到最低，以防止润滑油蒸汽的长年累积，污染空间站。在“天宫一号”太空飞行的两年里，先后要与神舟八号、九号、十号交会对接，对飞行、变轨等活动的精度要求很高。“天宫一号”惯性制导系统中使用的精密陀螺仪表油使用了饱和蒸汽压和表面张力极低的材料，这样才不会对高精度仪器造成污染。
高低温差是另一个对润滑油不利的工作条件。天宫一号和神舟飞船在太空正对太阳的一面温度达100℃，背对太阳的一面是-100℃，温差近200℃。普通润滑油在这样的温度下早就被汽化或分解失效，谈不上润滑了。大温差对润滑油的黏度提出了非常苛刻的要求。要求它需具备极佳的粘温性、高温安定性、低温流动性。而中国自主研发的航天润滑油顽强的耐住了大温差的考验。
6 W9 m+ ]1 P0 A* O( y载人航天器上使用的润滑油还得具备良好的生物惰性。它得无毒、无挥发，这样才能保证密封船舱内航天员的安全。天宫一号用的是长城可降解生物润滑油，2011年11月天宫一号与神八分离后，舱内曾有半年多的时间处于封闭状态，直到去年6月神九与天宫一号交会对接，3位航天员进入天宫一号，里边的空气依然清新，没有任何机油味，保持着对人体的无毒无害状态。
4 U8 L0 T2 u4 L& q现在，你已经意识到，伟大壮举的背后对于质量细节的要求是多么的重要了,神舟飞船能顺利完成任务，好的润滑油绝对是其坚强的后盾，让我们一起给神十加油吧！
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- c) K+ p( G8 u参考文献1.“奋进”号航天员完成第三次太空行走，http://www.space.cetin.net.cn/index.asp?modelname=new_space/news_nr&recno=53803
2.“奋进”号永别国际空间站，新华网，2011-05-31
* {& u; c. P' ~3.翁立军，刘维民，孙嘉奕，薛群基，空间摩擦学的机遇和挑战，摩擦学学报，2005（1）
4..张建松，7分钟的完美对接 16年的拼搏奋斗:中国空间交会对接机构的研制过程，太空探索 2011年12期

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