5月15日7時18分，天問一號探測器成功著陸于火星烏托邦平原南部預選著陸區(qū)，我國首次火星探測任務著陸火星取得成功。中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平致賀電，代表黨中央、國務院和中央軍委，向首次火星探測任務指揮部并參加任務的全體同志致以熱烈的祝賀和誠摯的問候。習近平在賀電中指出，天問一號探測器著陸火星，邁出了我國星際探測征程的重要一步，實現了從地月系到行星際的跨越，在火星上首次留下中國人的印跡，這是我國航天事業(yè)發(fā)展的又一具有里程碑意義的進展。
武漢紡織大學徐衛(wèi)林教授帶領團隊研制的“火星著陸巡視器耐高溫彈性密封裝置”，為著陸過程“魔鬼9分鐘”中的姿態(tài)調整提供保障，深度助力天問一號探測器成功著陸火星，繼成功研制嫦娥五號月面展示國旗后再次為中國航天事業(yè)貢獻“紡大力量”。
緊急攻關助力著陸巡視器成功應對“魔鬼9分鐘”
“火星著陸巡視器耐高溫彈性密封裝置”由中國航天科技集團第五研究院委托武漢紡織大學研制。自2019年初團隊接到緊急任務，團隊成員劉可帥、郭維琪等在徐衛(wèi)林帶領下，用時14個月緊急攻關完成該項目。
（姿態(tài)控制工作發(fā)動機正在間歇式工作）
探測器在火星表面軟著陸是其中風險最大、技術難度最高的環(huán)節(jié)。在火星著陸巡視器著陸的“魔鬼9分鐘”里，當探測器拋掉大底和背罩，露出著陸平臺和火星車時，大推力發(fā)動機開始工作，探測器觀察地面，尋找最安全的具體著陸地點，此時，巡視器上12臺姿控發(fā)動機配合主發(fā)動機起到減速和姿態(tài)調整作用?！盎鹦翘綔y器耐高溫彈性密封裝置”就裝配在姿控發(fā)動機噴口尾管和導流錐管連接處，該裝置使用特種無機纖維材料與金屬材料復合編織，成功將姿控發(fā)動機噴口產生的1500℃高溫阻隔、密封，并實現了姿控發(fā)動機噴口尾管和導流錐管的彈性連接。耐高溫彈性熱密封技術阻斷了發(fā)動機火焰高溫熱傳導對周邊設備運行的影響，確保發(fā)動機火焰不泄漏，實現了姿控發(fā)動機火焰噴射時產生的反推力精準可控，為探測器平穩(wěn)著陸火星提供了重要保障。
創(chuàng)新方法攻克“隔熱”“回彈”兩大難題
12臺姿控發(fā)動機在著陸過程中，按照智能化程序設置，根據姿態(tài)調整需要，間歇式獨立工作累計時長約2-3分鐘，“火星探測器耐高溫彈性密封裝置”材料要能耐受發(fā)動機此時1500℃高溫火焰沖刷。同時，該裝置在姿控發(fā)動機間歇式工作期間，需要在高溫環(huán)境下，彈開壓縮不斷循環(huán)交替時始終保持密封。
（姿態(tài)控制工作發(fā)動機正在間歇式工作）
研制期間，團隊在材料選用環(huán)節(jié)上遇到了技術難題。當時市面上不存在經1年長期壓縮后，既耐1500℃高溫火焰短時沖刷，又能保證100%回彈性的材料。經過查閱大量文獻，多種方案嘗試和實驗發(fā)現，有機材料都無法滿足此功能，只能選用無機材料，但無機材料在高溫條件下無法保證100%的回彈性。團隊創(chuàng)新性地提出將隔熱與彈性功能分離的設計方案，使用特種無機纖維材料與金屬材料復合編織，保證了裝置的穩(wěn)定性，同時采用波形彈簧有效解決了100%穩(wěn)定回彈難題，最終達到了該裝置所要求的技術指標。
自我突破用航天精神引領“現代紡織”生動實踐
團隊負責人徐衛(wèi)林說：“我們非常珍惜每一次難得的機會，只要是我們接手的任務，我們都會全力以赴！”異形三維紡織制品的成型是世界性技術難題，團隊在材料編織過程中同樣遇到了瓶頸，因無機纖維材料和金屬材料難以混編，且市面上沒有成熟的設備可以實現，于是團隊“量體裁衣”，自制模具，配合手工編織，攻克了異形三維特種織物成型難題。
2020年疫情嚴峻時期，團隊成員劉可帥逆行返漢，經學校特批回到實驗室進行實驗。4月10日，武漢剛剛解封，面對空曠的機場，劉可帥被使命感和恐懼感交織著，他獨自帶著裝置登上空蕩蕩的飛機，前往海南發(fā)射場，到達后經過隔離和多次核酸檢測，最終如期完成了發(fā)射前的組裝。據團隊成員郭維琪介紹，在項目試驗過程中，團隊成員赴某研究基地進行太空模擬試驗，該基地位于大山深處，正值炎夏，蚊蟲叮咬難耐，成員全神貫注完成試驗，直至試驗結束才發(fā)現被咬的滿身包。依托該項目，還培養(yǎng)了許多、何加浩、付專、范航、楊旺旺、蔣慧敏等一批研究生，為他們投身“現代紡織”的進一步研究給予了良好的學術鍛煉。
（團隊成員進行模擬太空點火試驗）
經過此次合作，航天五院對團隊成員及其技術貢獻高度認可，項目總負責人表示，武漢紡織大學戰(zhàn)斗力強、創(chuàng)新能力強、解決問題能力強。
近年來，以天問一號著陸巡視器耐高溫彈性密封裝置、嫦娥五號月面展示國旗等為代表，武漢紡織大學以國家重大戰(zhàn)略任務為己任，立足紡織、材料等特色學科優(yōu)勢，著力發(fā)揮省部共建紡織新材料與先進加工技術國家重點實驗室等高端平臺創(chuàng)新驅動能力，突破一系列“卡脖子”關鍵技術，引領了從生物醫(yī)療到國防軍工、航空航天、節(jié)能環(huán)保、智能穿戴等領域的“現代紡織、超紡織、大紡織”科研和應用不斷拓展。接下來，學校還將更加聚焦智能制造、綠色制造、創(chuàng)意制造、效益制造，把發(fā)展科技第一生產力、培養(yǎng)人才第一資源、增強創(chuàng)新第一動力更好結合起來，為改革開放和社會主義現代化建設更好地服務。
（通訊員：劉戈）