太空家園背後「你」一樣重要丨可以在太空用的收納袋,到底有多神奇?

2021年09月18日20:16:03 科學 1816

科技日報記者 葉青

三名航天員順利回到地球的畫面,還在熱傳。

而不久前,神舟十二號航天員們一邊工作一邊吃蘋果的「太空吃播」也曾引起大家圍觀。腦洞大開的網友們直問:「蘋果核扔哪?」

別說,這還真是要嚴肅對待的問題。

在太空失重環境中,航天員飲食起居產生的食物殘渣都會飄浮在空中,若處理不當,極易腐爛併產生揮發性氣體,危及航天員的工作空間和生存環境。

所以,像蘋果核等食物殘渣都被裝進真空收納壓縮袋裡,避免殘渣漂浮、細菌滋生、影響儀器設備和航天員的安全。

這次就有400多個真空收納壓縮袋伴隨航天員們一起「出差」到太空。「這也是太力的真空收納壓縮袋第10次上太空。」廣東太力科技集團股份有限公司(以下簡稱太力)總工程師王振昌說,「航天專用真空壓縮收納袋,需經過5000次檢測和3000餘次實驗才能順利『升空』。」

1個月解封后不長細菌

從「天宮一號」到「神舟十二號」,都有太力真空收納壓縮袋的身影。此次「神舟十二號」的航天員在太空生活長達3個月,要用到的真空壓縮袋數量大、種類多,每一種都要根據用途特別定製。「包括有殘留食品包裝壓縮袋、殘餘物品壓縮袋、服裝壓縮袋等,真空包裝是為了防止細菌擴散,避免影響到航天員的生活環境。」王振昌說。

太空艙在密不透風和失重狀態下,細菌的繁殖能力是地面上的80倍。為此,中國航天員科研訓練中心(以下簡稱航天員中心)決定在飛船中使用收納裝置,用以處理航天飛船殘留食品。該收納裝置需要在失重條件下能方便使用、不增加航天員負擔,且能長時間抑菌、1個月解封后不長細菌。

「專門針對太空環境研製的真空收納壓縮袋,對材料的阻隔性、耐穿刺性、抗老化性等都有非常嚴格的要求。」王振昌說,「升空」的小小真空收納壓縮袋,既能收納航天員裝進去的殘留食品,也能收納航天員看不見的漂浮物。它們都是經過重重檢驗,才送到航天員的手中,確保使用過程中,萬無一失。

「蛻變」歷經層層技術考驗

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為了讓收納袋「升空」,太力科研團隊攻克了無數技術難題。受訪單位供圖

從一個日用的真空壓縮收納袋蛻變成航天專用真空壓縮收納袋,需歷經層層的技術考驗。

2008年9月,太力和航天員中心簽署了中國航天飛船殘留食品處理用品合同協議。雖然真空技術領域研發是太力所擅長的,但彼時其卻面臨著巨大的壓力。

「在此之前,我們出產的皆為民用產品,生產標準相對沒那麼嚴格且有一定的容錯率,而航天產品完全不一樣,生產難度提高了無數倍,還必須保證產品100%合格。」王振昌說。

載人飛船搭載物重量限制嚴格,每增加1克重量,飛船就多增加一分風險,以及難以估算的成本。因此,殘留食品處理用品的重量也必須減輕到最低限度,精確到克。

王振昌直言:「標準在那裡,但你從未接觸過。你不知道產品哪些地方有問題,可以往哪個方向改進,想破腦袋也想不到我們只能不斷摸索前進。」

為了攻克「升空」收納袋的技術,在航天員中心劃撥的40多萬元經費基礎上,太力董事長石正兵拿出100多萬元,建設高標準實驗室、配置真空試驗和檢測設備。

由於市面上找不到一款合格的原材料,王振昌帶着團隊跑到供應商廠里定做,一次次送檢,不合格繼續找、繼續研究。

然而,首批樣品還是因缺乏詳細的數據支撐,無法通過航天專家的審核。「我們意識到,由於產品對材料和技術等方面有特殊要求,單憑一家的力量有限,很多檢測難以進行。」王振昌等人找到四川大學哈爾濱工業大學等高校,聯合幾家之力完成對項目的檢測。

經過不懈努力,2009年10月,產品通過模擬太空環境的3000+次檢測後,終於完成驗收。太力的真空壓縮收納袋產品,也正式開啟了「升空」之旅。截至目前,已有了10次上太空的經歷。

編輯:張爽

審核:王小龍

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