東華智慧閃耀“天宮二號”飛天路

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東華智慧閃耀“天宮二號”飛天路

9月15日晚，“天宮二號”空間實驗室在酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地成功發(fā)射升空。東華大學(xué)有兩項科技成果閃耀“天宮二號”飛天路，東華智慧和實力又一次成功服務(wù)于國家航天事業(yè)。它們分別是東華大學(xué)紡織學(xué)院研發(fā)團隊的“半剛性電池基板玻璃纖維網(wǎng)格”成果，以及東華大學(xué)服裝·藝術(shù)設(shè)計學(xué)院航天員服裝研發(fā)設(shè)計團隊的相關(guān)成果。

1 “天宮”“玻璃翅膀”再升級

當(dāng)太陽能帆板在太空正常展開的剎那，標志著“天宮二號”發(fā)射取得成功。

常人也許想不到，航天器這對太陽能“翅膀”的高性能電池片居然附著在玻璃纖維上，它們被東華大學(xué)紡織學(xué)院陳南梁教授團隊編織成半剛性的網(wǎng)格材料，出色地為“天宮二號”提供能源動力。早在2011年，陳南梁教授團隊的這一科研成果就已成功助力“天宮一號”順利飛天。而這次用于“天宮二號”的半剛性玻璃纖維網(wǎng)格材料，在之前的基礎(chǔ)上進行再升級，打造出2.0版。據(jù)陳南梁教授介紹，此次升級主要針對生產(chǎn)裝備進行改造，包括決定網(wǎng)格材料花紋結(jié)構(gòu)的橫移機構(gòu)、均勻送出經(jīng)紗的送經(jīng)機構(gòu)，以及使得線圈相連穿套的編織機構(gòu)。可別小看這樣的改造，織出來的玻璃纖維網(wǎng)格材料過不過硬、夠不夠強、能不能承受惡劣的外太空環(huán)境的考驗，其源頭都在生產(chǎn)機器和工藝上。經(jīng)過一系列的機器和工藝改良及優(yōu)化，應(yīng)用于“天宮二號”的半剛性玻璃纖維網(wǎng)格材料的結(jié)構(gòu)精度、強度和穩(wěn)定性都得到了很大提高，織物疵點數(shù)由原來的1個/(3 m)降為1個/(10 m)，總體強度也較之前提升了10%，從而有力地確保了此次“天宮二號”飛天任務(wù)的順利完成。

從助力“天宮一號”“天宮二號”成功飛天，到研發(fā)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星“星載天線金屬網(wǎng)”，再到致力于服務(wù)“天舟”貨運飛船，陳南梁教授團隊一直堅守著東華紡織人的“初心”，在服務(wù)國家重大戰(zhàn)略發(fā)展的道路上走得篤定而從容。

2 科技+時尚——“東華設(shè)計”助力打造中國航天員新形象

“神舟十一號”載人飛船發(fā)射升空，與“天宮二號”空間實驗室進行對接，2名航天員將在軌駐留33天，這是迄今為止我國載人飛行時間最長的一次任務(wù)。10月16日上午，在執(zhí)行“神舟十一號”載人飛行任務(wù)的2名航天員與記者的見面會上，景海鵬和陳冬身著東華大學(xué)服裝·藝術(shù)設(shè)計學(xué)院航天員服裝研發(fā)設(shè)計團隊(以下簡稱“設(shè)計團隊”)研制的秋冬常服帥氣亮相，“東華設(shè)計”將伴隨航天員們踏上征程。

設(shè)計團隊承擔(dān)中國航天員中心的科研項目研究任務(wù)，設(shè)計研發(fā)了保障航天員在太空和地面工作和生活的全過程的系列專用服裝，既包括航天員在軌工作和生活時穿著的工作服、運動服、休閑服等，也包括在地面工作和生活時穿著的常服、任務(wù)訓(xùn)練服、專用服飾等多個種類。這些專用服裝不僅要確保能實現(xiàn)多項特殊功能，還要融入中國特色的設(shè)計元素，為航天員增添時尚氣息。

中國航天員專用服裝是以功能性和工效性優(yōu)先、兼具美觀性的多功能服裝，設(shè)計團隊在設(shè)計上緊扣“飛天夢”和“中國夢”時代主題，無論在面輔料還是在色彩圖案上，甚至服裝細部縫跡線，都融入了中國特色的時代元素，展現(xiàn)了中國航天員作為“中國夢”的太空筑夢人和守護者的美好形象。

特別是此次執(zhí)行“神舟十一號”飛行任務(wù)的航天員穿著的秋冬常服，一方面突破了以往單一的用色模式，在天空色湖藍的基礎(chǔ)上加入象征地球天際線和外太空的色調(diào)元素，其深淺明暗的變化搭配讓服裝看起來更加立體飽滿、更富有層次感；另一方面，在工藝上以立體直線條為主，前肩上隱喻航天飛行軌跡的“S”型弧線與前胸處象征勝利的“V”型直線拼條呼應(yīng)，呈現(xiàn)了粗細曲直的和諧之美。男款服裝展示了中國航天員的威武莊重，女款服裝則在展現(xiàn)中國女性颯爽英姿的同時也突出了東方女性的柔美氣質(zhì)。

除了服裝本身，航天員佩戴的一些服飾徽標及領(lǐng)帶和圍巾也都在設(shè)計任務(wù)之列，并且所有的服飾用品的設(shè)計都要依據(jù)服裝的色彩和造型進行系統(tǒng)規(guī)劃。其中，航天員榮譽徽標的主線條猶如在湛藍的宇宙中航天器飛行的軌跡，給人以向上奮飛的動感，五角星的數(shù)量則表明了佩戴者執(zhí)行載人飛行任務(wù)的次數(shù)。一年來，設(shè)計團隊的徽標設(shè)計工作組和航天配飾品設(shè)計工作組，分別在視覺傳達設(shè)計和紡織品設(shè)計領(lǐng)域為航天員服裝增色添彩，通過航天員專用服裝這樣的綜合載體，用藝術(shù)設(shè)計彰顯了“飛天”的內(nèi)涵與風(fēng)采。

除了發(fā)射和返回階段外，航天員在空間實驗室內(nèi)將根據(jù)工作任務(wù)的不同階段和場合換上不同類型的專用服裝，開展在軌工作、生活和運動。設(shè)計團隊設(shè)計研發(fā)的中國航天員在軌運動鍛煉服裝、非工作日休閑服裝等成果，在“太空180”大科學(xué)試驗中得以應(yīng)用，并于9月15日搭載“天宮二號”進入太空，靜待“神舟十一號”搭載的航天員前來取用。

航天員的空間實驗室任務(wù)類服裝看似平常，實際上也大有講究。以此次設(shè)計的運動鍛煉服裝為例，其由可拆卸組合式上衣與褲裝構(gòu)成，用于航天員在“天宮二號”空間實驗室進行“太空跑臺運動、騎自行車運動”時穿著，既符合功能科技要求，又具有時尚外觀設(shè)計，成為了“太空酷跑服”。

進入“天宮二號”空間實驗室用于保障航天員健康的運動鍛煉服裝對舒適工效等功能的要求特別高，每件衣服的質(zhì)量誤差超過1 g就不合格，特殊部位的尺寸誤差超過2 mm就須返工。要滿足所有的這些技術(shù)指標要求，不僅需要服裝藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域的人才，更需要工程技術(shù)學(xué)科力量的加入。

全系列航天服及配飾的款式、顏色、圖案、質(zhì)地等，不僅彼此之間要相互匹配，還要與艙室環(huán)境相融，在體現(xiàn)中國特色文化元素和時代特征的同時，體現(xiàn)航天員群體的職業(yè)特點和精神風(fēng)貌。各具功能的不同類型的服裝，有的能夠幫助航天員在長時間的太空飛行中對抗因失重而導(dǎo)致的肌肉萎縮，有的能夠呵護航天員調(diào)節(jié)他們的情緒和心情，同時還要考慮在艙內(nèi)光線環(huán)境下進行攝影、攝像和圖像傳輸?shù)娘@示效果，可謂是“一樣菜必須滿足百家胃”。

據(jù)悉，“神舟十一號”與“天宮二號”對接后，將對上述科研成果的各項技術(shù)指標與穩(wěn)定可控性進行驗證，同時為下一步的工作積累科研數(shù)據(jù)。設(shè)計團隊無暇休息慶功，已全力準備迎接新任務(wù)和新挑戰(zhàn)。

早在20世紀70年代，東華大學(xué)就開始關(guān)注高性能纖維對國家戰(zhàn)略項目的重要作用，為碳纖維、芳綸、高強高模聚乙烯纖維、聚酰亞胺纖維等多種高性能纖維的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。航天員專用服裝系列化設(shè)計項目技術(shù)總指導(dǎo)、中國工程院院士、東華大學(xué)俞建勇教授介紹，從20世紀90年代我國正式宣布開啟載人航天工程伊始，20多年間東華大學(xué)先后完成了航天級高純黏膠基碳纖維、艙內(nèi)外航天服暖體假人研制、航天員尿收集裝置研制、半剛性太陽能電池帆板玻璃纖維網(wǎng)格基板、中國航天員專用服裝系列化設(shè)計等十余項科研成果，并成功應(yīng)用于國家頭號戰(zhàn)略武器研發(fā)、神舟系列載人航天工程及“天宮一號”“天宮二號”工程。國家戰(zhàn)略需求隨著時代變遷而不斷變化、轉(zhuǎn)移，東華大學(xué)服務(wù)國家戰(zhàn)略的情懷始終未變。

(摘編自東華大學(xué)校方微信)