“5,4,3,2,1，點(diǎn)火！”4月25日20點(diǎn)59分，神舟十八號(hào)載人航天飛船順利升空。

在實(shí)驗(yàn)室里遠(yuǎn)程看著這一刻，鄭州大學(xué)副校長、鄭州大學(xué)橡塑模具國家工程研究中心執(zhí)行主任劉春太百感交集：“從神七、神九、神十、神十一……到今天的神十八，看到三位航天員再次戴著我們研制的航天面窗執(zhí)行新的任務(wù)，我還是像第一次那樣，緊張、高興、自豪?！?/p>

在軌駐留期間，神十八乘組將穿著艙外航天服，實(shí)施6次載荷貨物氣閘艙出艙任務(wù)和2到3次出艙活動(dòng)。而航天服頭盔上的面窗依然是由鄭州大學(xué)橡塑模具國家工程研究中心研制。這個(gè)面窗可不是一塊兒普通的透明材料，這里邊兒有著大學(xué)問。

在鄭州大學(xué)國家橡塑模具工程研究中心產(chǎn)品展區(qū)，記者見到了此次航天員出艙佩戴的同款面窗。沒有燈光與布景，它們一字排開，陳列在藍(lán)色絨布上，靜靜地展示著無言的輝煌。

從“神七”的第一代出艙面窗，到目前正在用的第二代太空工作站艙外航天服面窗，劉春太對(duì)它們?nèi)鐢?shù)家珍：“從神十二到神十八，我們叫新一代的航天面窗，那這一代面窗呢主要是四層結(jié)構(gòu)，里面兩層呢是充了氮?dú)獾模澜Y(jié)霧；再外層第三層，我們叫壓力面窗，防沖擊；最外層這個(gè)面窗主要是防這個(gè)太陽的輻照。還有一個(gè)就是我們?yōu)榱嗽黾雍教靻T的視野，我們上面還有天窗，航天員可以抬頭看看更廣闊的星空?！?/p>

而十九年前，鄭州大學(xué)國家橡塑模具工程研究中心對(duì)航天面窗的研制還停留在零經(jīng)驗(yàn)。

從零到一的突破，第一代出艙面窗叩開浩瀚宇宙的大門

“神舟七號(hào)報(bào)告，我已出艙，感覺良好。神舟七號(hào)向全國人民、全世界人民問好?！睍r(shí)光回到2008年9月27日下午，航天員翟志剛即將執(zhí)行出艙任務(wù)。

“當(dāng)這個(gè)艙門緩緩打開，航天員戴著面窗慢慢地走了出來，我們的心情啊是非常非常地激動(dòng)，也非常地驕傲，當(dāng)然也充滿了不安。當(dāng)航天員重新回到我們這個(gè)太空艙里面的時(shí)候，我知道，我們成功了！”

時(shí)隔多年，再回想起那個(gè)時(shí)刻，劉春太眼角有些濕潤?！拔覀儓F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人申長雨院士當(dāng)時(shí)正在現(xiàn)場，當(dāng)航天員出艙的時(shí)候，他說‘他的腿都是軟的’。成功了，就是為國爭光，如果失敗了，我們就是民族的罪人?！?/p>

2005年6月，鄭州大學(xué)國家橡塑模具工程研究中心正式接受中國航天員科研訓(xùn)練中心委托，研制航天員出艙頭盔面窗?！爱?dāng)時(shí)呢，沒有任何經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，我們毅然接下了這項(xiàng)任務(wù)。從材料的選型、模具的設(shè)計(jì)、工藝的優(yōu)化等等，一切都是從零開始?！眲⒋禾f。

宇宙浩瀚迷人，但是同樣伴隨著氣壓大、輻射強(qiáng)、晝夜溫差大等危險(xiǎn)，這些都對(duì)航天面窗的材料和設(shè)計(jì)提出了異常苛刻的要求。

作為航天服最薄弱的環(huán)節(jié)，面窗就像航天員的“眼睛”，不僅要給航天員提供清晰、良好的視野，更是航天員生命保障最關(guān)鍵的部件之一?！叭绻覀兊拿娲坝幸稽c(diǎn)點(diǎn)，哪怕一點(diǎn)點(diǎn)的缺陷，我們航天員的生命都會(huì)受到威脅，因此呢我們在整個(gè)工作中要做大量的地面考核實(shí)驗(yàn)，特別是一些惡劣環(huán)境的實(shí)驗(yàn)?！眲⒋禾榻B到。

鄭州大學(xué)橡塑模具國家工程研究中心教授韓健說，每次做模擬太空環(huán)境的高低溫測試，大家都要連續(xù)十幾天24小時(shí)輪流值班，觀察情況、記錄數(shù)據(jù)。“太空中的溫度環(huán)境是極端惡劣的。因?yàn)闆]有空氣傳熱和散熱，受陽光直接照射的一面，溫度可能高達(dá)100℃以上，而背陰的一面，溫度可以低到-100℃以下，所以航天面窗必須要承受住極端的熱脹冷縮，來保證沒有缺陷產(chǎn)生?！?/p>

歷經(jīng)近千個(gè)日夜、數(shù)百次實(shí)驗(yàn)，他們終于在2007年6月，研制出了面窗初樣產(chǎn)品。然而，正當(dāng)大家為終于完成任務(wù)擊掌慶祝時(shí)，一次水下極端試驗(yàn)，猶如晴天霹靂傳來：產(chǎn)品在一次完全模擬太空環(huán)境的實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了缺陷。

一年多的心血付之東流，等待他們的是冷冰冰的“歸零”?！拔覀儑覒?zhàn)略產(chǎn)品呢，一旦歸零，那你是一個(gè)非常慘的一個(gè)狀態(tài)，就重新又從零起點(diǎn)開始做。”劉春太說。

彼時(shí)距離規(guī)定的任務(wù)完成時(shí)間只剩下短短三個(gè)月。要一切推倒重來，任務(wù)重，要求高，如何完成？團(tuán)隊(duì)所有的人都感受到了前所未有的壓力?！澳悄晗奶?，我們放棄了假期和雙休日，四處走訪專家，對(duì)我們的設(shè)計(jì)從頭到尾進(jìn)行全方位的復(fù)查，連一根微小的線條都沒有放過?！?/p>

幸運(yùn)的是，他們找到了失敗原因，也有了改進(jìn)措施。2007年7月，短短1個(gè)月時(shí)間，研發(fā)團(tuán)隊(duì)重建了5000平米的航天面窗專用車間，并找到一個(gè)國家專用平臺(tái)，把材料從原料、成型裝備、模具設(shè)計(jì)、加工工藝等各個(gè)環(huán)節(jié)，在-100℃到100℃環(huán)境中的性能全部測試了一遍。

一次次失敗，一次次從頭再來。兩年多時(shí)間，鄭州大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)終于生產(chǎn)出我國第一代自主研發(fā)的出艙面窗產(chǎn)品。在最終的檢驗(yàn)時(shí)刻，看著航天員翟志剛帶著五星紅旗在太空漫步招手，劉春太激動(dòng)地說：“那一刻，中國成為世界上第三個(gè)掌握太空出艙技術(shù)的國家，浩瀚的宇宙，從此向我們國家打開了大門。”

從1到100的跨越，成功研制太空長期駐留的航天面窗

2008年，鄭州大學(xué)國家橡塑模具研究工程中心團(tuán)隊(duì)，榮獲“中國載人航天工程突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”。

還沒有來得及好好慶祝，他們又接到了新的任務(wù)——研制航天員太空長期駐留的航天服面窗。“‘神七’出艙，我們的五星紅旗首次飄揚(yáng)在太空，但是呢，整個(gè)過程只有17分鐘多，并沒有經(jīng)歷長時(shí)間的考驗(yàn)?！?/p>

如果說第一代面窗是從0到1的突破，那么第二代面窗則要實(shí)現(xiàn)從1到100的跨越。劉春太說，長期駐留，短短四個(gè)字，卻對(duì)航天面窗的結(jié)構(gòu)性能提出了更高的要求?！拔覀儾牧铣尚湍刂v究宏觀成型、微觀成性，高分子材料作為一種大分子材料更是復(fù)雜，它就像一團(tuán)亂麻。在成型的過程中我們要控制材料的高分子鏈的分布，我們要通過我們的模具設(shè)計(jì)，我們材料的工藝來實(shí)現(xiàn)，因此，每個(gè)細(xì)節(jié)都需要攻關(guān)。”劉春太說。

為了提高航天面窗的抗老化性能，他們專門開展了樹脂的熱穩(wěn)定性研究，并在世界上首次建立了成型-光學(xué)性能分析和測試?yán)碚摗?012年，鄭州大學(xué)國家橡塑模具工程研究中心科研和工程技術(shù)人員成功研制出了新一代航天面窗，使航天面窗有了更長的壽命、更高的安全可靠性?！拔覀冎圃煲粋€(gè)產(chǎn)品呢，需要非常非常多的工藝環(huán)節(jié)，包括我們從原始的材料的這個(gè)環(huán)節(jié)、包括我們成型的環(huán)節(jié)……當(dāng)然，材料制品出來以后，還有鍍膜的環(huán)節(jié)，我們怎樣控制它的材料制品的精度，怎樣控制每一個(gè)過程的工藝參數(shù)，這里面呢，每一個(gè)都不能出錯(cuò)?！?/p>

隨著科技含量的快速提升，保密的要求也越來越高，劉春太無法給記者介紹從一到百這個(gè)過程的更多細(xì)節(jié)。只能用航天科技人那一絲不茍的精神去為產(chǎn)品質(zhì)量立下保證。

2021年，神舟十二號(hào)、神舟十三號(hào)載人飛船先后成功發(fā)射，在這兩次任務(wù)中，航天員戴著由鄭州大學(xué)國家橡塑模具研究工程中心團(tuán)隊(duì)研制的新一代艙內(nèi)服面窗及出艙服面窗，兩次在艙外作業(yè)時(shí)間均超過6個(gè)小時(shí)，刷新了中國航天員單次飛行任務(wù)太空駐留時(shí)間的紀(jì)錄。

目標(biāo)星辰大海，下一代航天面窗研發(fā)已經(jīng)啟動(dòng)

“中國載人月球探測工程登月階段任務(wù)已啟動(dòng)實(shí)施，總的目標(biāo)是，2030年前實(shí)現(xiàn)中國人首次登陸月球……”2023年，在神舟十六號(hào)載人飛行任務(wù)新聞發(fā)布會(huì)上，中國載人航天工程新聞發(fā)言人、中國載人航天工程辦公室副主任林西強(qiáng)宣布中國航天的腳步將向更深遠(yuǎn)的太空邁進(jìn)，這對(duì)航天面窗提出了更高要求。

當(dāng)前，劉春太帶著年輕的科研團(tuán)隊(duì)走上航天面窗新的研發(fā)征程?！拔覀冄邪l(fā)航天面窗的過程，跟我們國家的載人航天工程三步走戰(zhàn)略是相伴的。從零到一，從一到一百，再到走向深空，在不斷攻堅(jiān)克難的過程中，我們也感受到中國航天事業(yè)的偉大。”

外太空沒有地球磁場保護(hù)，宇航員要面對(duì)的，是相當(dāng)于核爆炸甚至更強(qiáng)的太空輻射等多重挑戰(zhàn)，這對(duì)第三代航天面窗的研發(fā)提出了更高的要求。

“這就是航天員戴的最外層的濾光面窗，它鍍了一層薄薄的納米金，就是要抵抗外太空強(qiáng)烈的太陽輻照，使航天員在太空中既能得到保護(hù)，又讓他視野看得比較清晰，感覺比較舒適?！睂?shí)驗(yàn)室里，鄭州大學(xué)橡塑模具國家工程研究中心教授韓健正帶著他的博士生團(tuán)隊(duì)做透光實(shí)驗(yàn)?？此浦皇窃谕该髅娲巴忮兩弦粚颖”〉募{米金，但需要解決的難題并不少。“每一個(gè)階段、每一代產(chǎn)品，沒有最好，只有更好?！表n健說。

劉春太說，盡管目前已經(jīng)攻克了關(guān)鍵技術(shù)，但新產(chǎn)品能不能通過經(jīng)過最終考驗(yàn)，還要大量論證。對(duì)此，實(shí)驗(yàn)室也搭建了全國唯一的一臺(tái)月面環(huán)境模擬器，正在圍繞一些挑戰(zhàn)性的問題開展一些攻關(guān)。

“可上九天攬?jiān)?，可下五洋捉鱉，談笑凱歌還?！?965年夏天，毛澤東重上井岡山，寫下這闋《水調(diào)歌頭》。彼時(shí)，中國航天還只是一紙藍(lán)圖。如今，飛上九天這個(gè)浪漫的夢想正在一步步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。而這飛天夢想中，蘊(yùn)含著無數(shù)航天人的堅(jiān)守和奉獻(xiàn)。航天面窗，一個(gè)看似簡單的小部件，卻是這種精神的大寫照。（大象新聞 記者 成書麗 王含冰 趙北 和方遠(yuǎn)?????????）