每日科普|中国空间站里有哪些化学知识？

知识就是力量2023-09-13

作者：平托 何军 丁为

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不仅日常生活中处处包含着化学，中国空间站里也离不开化学，让我们去看看吧！

呵护神舟飞船的新“外衣”

航天科技集团五院529厂的航天工程师利用宇宙空间以热辐射为主要热量传导方式的特点，为空间站阶段的神舟飞船家族设计并研制了一款神奇的控温外衣——低吸收-低发射型热控涂层。

低吸收指的是涂层材料自身具有极少太阳光吸收特性，可有效减弱太阳辐照造成的温度升高；而低发射指的是涂层具有极低的红外发射率，可有效阻隔飞船内部向深冷环境的辐射漏热，避免舱内温度不断降低。这就保障了空间站阶段神舟飞船返回舱在长期的极端高、低温环境下，依然能够保持正常“体温”。

同时，这件新“外衣”可以抵抗宇宙空间中的高能紫外辐照、高能带电粒子以及原子氧轰击等环境因素导致的老化和剥蚀，在极端空间环境下也能保持温控稳定性。

空间站上的“中国红”

在浩瀚无垠的宇宙中，什么是最美的颜色？那一定是五星红旗的“中国红”！“中国红”代表着中华民族奋勇争先的精神，有中国人的地方就有“中国红”！

中国航天人、广大科技工作者发扬载人航天精神，创造了一个个奇迹。从2003年中国首个载人飞船神舟五号的五星红旗首次太空展示，到嫦娥三号月球探测器上的五星红旗首次亮相月球，再到1亿千米外天问一号火星环绕器上的五星红旗熠熠生辉，五星红旗每一次在太空中展示，都标志着中国航天科技取得了令世界瞩目的成就。

中国空间站项目是国家的重大工程，以什么样的方式来展示空间站太空遨游的风采，记录下这历史性的一刻呢？那一定是国旗。

中国空间站在太空遨游展示国旗的创意酝酿形成后，什么材料的国旗、多大尺寸、怎么展示等问题悬而未决。

航天工程师提出了在空间站舱体表面喷涂国旗的方案——喷涂的国旗重量轻，涂层厚度仅为微米级，不会给空间站增加额外“负担”，可以让空间站“轻装”上阵。此外，喷涂的国旗可靠性高，不会因失重或者航天员出舱活动的碰触而变形。

中国空间站任务周期长、轨道环境复杂，包括原子氧、真空-紫外、高低温交变及电离辐射等。在这种环境下，常规材料的国旗颜色会退化，甚至会发生国旗脱落的情况。为此，中国空间站国旗采用了纯无机材料制备而成，相比于地面织物国旗和以往的太空国旗，它具有更强的耐极端空间辐照及耐氧化性能。

为保证国旗在空间站全寿命服役周期颜色鲜艳、永葆本色，航天工作者对国旗涂层填料（填充剂）进行了改性——通过高温喷雾的工序，在填料表面形成一层致密、透明的交联膜层。这种透明膜层密闭性好，具有耐极端空间环境的性能，既不影响国旗的鲜艳颜色，还能给涂层“遮风挡雨”，有效阻止太空环境对涂层的损伤，进一步提升国旗在空间环境的稳定性。

喷涂空间站国旗像绣花

国旗颜色由红色和黄色组成，为使国旗色彩符合标准，需要对国旗调色。研究人员基于三原色原理，以红色颜料或黄色颜料为基准，当国旗颜色偏红时，在涂层体系里添加高稳定的绿色填料；当国旗颜色偏黄时，就在涂层体系里添加高稳定的蓝色填料。就这样边调节边测试，不断优化涂层配方，经过多次配方调节，最终使国旗颜色完全符合标准。

由于中国空间站舱体表面喷涂了热控白漆，再加上红色及黄色涂层，国旗形成了“白-红-黄”3层涂层结构。国旗喷涂总共有100多道加工工序，整个过程如同绣花，加工工序是“绣法”，操作人员是“绣女”，经过严格训练，操作人员练就了高超的“绣花”技术。

研究人员利用舱外标识涂层技术，还研制出了载人航天工程标识、航天员出舱活动路径等标识。航天员出舱活动，走什么路线、怎么出舱、怎么执行任务、怎么回舱内，都必须有明确的指示标识，保障了中国空间站任务的顺利进行。

如今，中国空间站已全面进入应用与发展阶段。让我们一起期待中国航天人书写更壮丽的篇章！

（作者单位：航天科技集团五院529厂）

责任编辑：胡惠雯