9月29日21时16分03秒，随着一声“点火”的命令，承载着“天宫一号”目标飞行器的火箭在巨大的轰鸣声中疾速飞向高空。据报道，截至目前，“天宫一号”工作状态良好，飞行一切正常，各项试验进展顺利。
根据各国经验，一个国家航天技术的发展，必然要借助于化工技术的发展。那么，“天宫一号”又承载了哪些化工高科技产品呢？记者就此采访了业内长期从事航天器材料基础研究的专家和为“天宫一号”提供产品保障的化工企业。
用量最多的为涂料、碳纤维复合材料、推进剂、黏合剂等
据了解，“天宫一号”上用到最多的化工产品为航天涂料、碳纤维复合材料、火箭推进剂、黏合剂等。
凭借多年对航空器材料的关注和研究，北京航空航天大学付晓清博士分析认为，这次搭载“天宫一号”升空的长征二号FT1火箭使用的是第二代火箭燃料，其燃烧剂是偏二甲肼，氧化剂是四氧化二氮。这都是高尖端的化工产品。由于四氧化二氮是一种强酸液体，人体哪个部位沾上它都会导致皮肤溃烂，稍有不慎就会酿成严重的后果。目前我国相关的化工企业正在加紧研制第三代火箭燃料，氧化剂改用液态氧，这种燃料是无毒的，在保证火箭所需要的特殊性能以外，还能够很好地保护燃料加注工作人员的安全，并且缩短燃料加注时间。
付晓清还透露，要把“天宫一号”送入太空，运载火箭的飞行速度要达到每秒8千米以上才行。在这样快的速度下，火箭外壳与大气摩擦将会产生上千摄氏度的高温。而保证火箭能承受如此高温而正常飞行的是一种特殊的涂料。我国化工企业提供了涂于火箭外壳上的特种涂料——耐烧隔热涂料。穿上了这层坚实的外衣以后，火箭就可以在大气中安然无恙地飞行了。
据中科院兰州化物所研究员翁立军介绍，“天宫一号”升空之后，太阳能帆板展开机构有可能因为润滑问题发生冷焊；另有一些驱动机构是完全暴露在真空环境下的。要保证这些机构在轨良好运行2年，都与润滑材料的性能分不开。“从电源分系统到一些有效载荷的空间运动机构，我们研制的润滑材料几乎覆盖了'天宫一号’的全身。”翁立军说。
据中国石化润滑油公司科技开发部主任张春辉教授介绍，为实现与不久将升空的“神八”、“神九”、“神十”飞船的顺利对接，确保能够精确调整轨道和姿态，“天宫一号”的惯性制导系统及空中姿态控制系统均使用了航天专用润滑油。这次使用的航天润滑油能够满足5万小时的连续运行，且只需一次加注润滑油，中途不必更换。
此外，“天宫一号”还大量使用了黏合剂产品。别以为这是不起眼的辅助材料，但凭借其黏性能将两种分离的材料牢固地连接在一起就有自己的独到之处。“厂家肯定有特定的配方，在生产中必须严格遵守，任何偏差都可能导致黏结不良和其他质量问题。”付晓清分析说。
中国航天科技集团八院副主任设计师孙小珠介绍说，“天宫一号”资源舱舱段使用了铝-锂合金材料代替传统材料，从而为舱段减重10%。而“天宫一号”上使用的全套橡胶密封件，使用寿命达到30年，可确保“天宫一号”与飞船对接时的密封效果和其内部的空气环境及航天员的生命安全。
仅“中国航天”4个蓝色大字，其配方原料就多达10余种
提供给“天宫一号”的化工产品不但要求技术先进，要满足特殊环境下的性能要求，而且生产过程也非比寻常。因此，每一个为“天宫一号”提供产品的化工企业都是使出了浑身解数。
天津燕海化学公司为“天宫一号”提供了名为“914”的室温快速环氧黏合剂。据副总经理汪延禄介绍，与普通黏合剂相比，这种黏合剂的最大特点是在室温条件下就可以快速固化，具有耐高温、低温、韧性高的特性，使“天宫一号”很好地适应温差较大的工作环境。为确保产品质量可靠，该公司对每批黏合剂都会进行严格试验，被黏试片室温下泡在水中，要保证1个月后黏接强度不下降。从上世纪80年代开始作为我国航天配套产品，这种型号的黏合剂已被“嫦娥一号”、“嫦娥二号”、“神六”、“神七”等卫星和飞船广泛使用。
江西星火航天新材料公司总工程师韩东告诉CCIN记者，他们提供给此次长征二号FTI火箭的推进剂技术，在全世界只有中、美、俄3个国家掌握。而他们生产的燃料，从各项数据来看，已经超过了美国军用标准。
韩东告诉记者，长征二号FT1运载火箭是经过改装的，比普通的长征二号F火箭增加了16吨燃料，最大推动力达到了600吨。我国早前发射的奥星、亚星等火箭曾经使用过国外的推进剂，但发射后发现存在质量问题，改用星火公司的推进剂之后，质量100%合格，国家便把许多推进剂的生产任务都交给了他们。从1973年至今一直为我国承担各类型号火箭发射推进剂燃料的任务，长征系列运载火箭、神舟一号至五号，神舟六号载人飞船所加注的很大部分推进剂都出自该厂。
为“天宫一号”提供润滑油的中国石化长城润滑油合成油脂厂主管工程师辛虎表示，“天宫一号”进入太空以后，正对太阳的一面在100℃，背对太阳的一面在-100℃，温差近200℃。如此大的温差对航天润滑油的黏度有非常苛刻的要求。“我们用5吨基本有机化工原料只能炼制出5千克左右的航天润滑油。”据他介绍，除了要耐受巨大的温差，长城润滑油还要经受许多考验，比如，飞船要在超重、失重、强辐射等复杂条件下运行，这就需要润滑油具有很强的稳定性，与多种射线接触不能发生反应，更不能燃烧爆炸。为了保证性能，航天润滑油必须在级别最高的超净间里生产，里面的尘埃要通过离子计数器进行计数，达到标准才能生产。
作为中国航天指定油漆涂料配套企业，今年年初，天津灯塔涂料有限公司接到为“天宫一号”和全新改进的长征二号FT1火箭生产超高性能质量涂料的任务后，随即成立了由总经理王培明为组长的技术专家组，参与到从原料检验、配方审核以及每一道生产工艺和质量的核查中来。
王培明介绍说，单是涂在火箭外表的乳白色航天涂料，其原料来源就多达10余种，从选材到加工成树脂，再到最终制成航天涂料产品，需要完成16项大的工序，而每一道大工序中还有几十道小工序，加工过程极其繁杂。“每次飞船发射时，都可以看到火箭上写有'中国航天’几个蓝色的大字，这就是用特殊航天涂料写成的。仅这种涂料，其配方原料就多达10余种。”王培明说。
为“天宫一号”提供高性能密封圈的中国航天科技集团四院42所，为了保证密封件在高真空、-70℃～200℃环境中长期使用，又要在强紫外辐射、带电粒子辐照和原子氧等特殊的使用环境下不产生降解、老化和龟裂，生产人员每天都要在不能安装空调的车间内，忍受硫化机160℃的高温，将重达四五百斤重的模具来回升温、装料、卸料、起模、出样，不断反复地进行十几次。
能让普通百姓也享受到这些产品，才算是真英雄
据了解，以航天、军工领域为引领，以民用市场为目的，这已是国外化工技术快速发展的轨迹。
“也许现在很多人都还觉得这些为'天宫一号’助力的高端化工产品离我们普通人的生活遥不可及，但也许在不久的将来，它们就会走进寻常百姓家。这是现代化工科技的方向之一。”付晓清说，助力“天宫一号”当然是英雄，但只有能将这些好产品让普通百姓也享受到才算是真英雄。
“拿我们开发的'914’黏合剂来说，除了用于航天军工、轮船、无线电仪表等产品外，目前还可以用于黏合木材、陶瓷等材料。咱们家里的瓷器摔坏了，用'914’黏好后比原来还结实。此外，一些高档的仿古家具、冰箱、洗衣机外层涂料等也会使用到这种黏合剂。”汪延禄说。
张春辉说：“美国宇航局就已经与赛车企业共同制造出一种高级润滑油，用于保护在高速和高温情况下运行的赛车发动机。这种润滑油最初就是为了满足航天和移动发射平台需要而研发的。”他介绍说，国外航天润滑油在高温环境下的超高黏温性能润滑技术已经成功应用到车用油中，使车辆能在－40℃低温和50℃高温环境中正常启动。通过航天技术的转化和应用，许多尖端润滑油产品还被广泛应用于汽车、家电、纺织、建材、钢铁等民用领域，以满足车辆、设备越来越苛刻的润滑要求。
张春晖表示，他们公司针对中国路况、车况设计推出的长城“金吉星”润滑油，就有效地解决了车辆在频繁变速行驶、车辆开开停停状况下的润滑需要，有效降低了磨损和黑油泥的生成，在满足消费者需求的同时，不断推动中国润滑油工业水平的提升。
据记者了解，这次运送“天宫一号”升空的运载火箭大量用到了碳纤维产品。这种产品今后在民用领域就大有用武之地。付晓清告诉CCIN记者，国外的碳纤维用于汽车的发动机，传动装置、底盘和悬挂、车身结构部件，用这种复合材料制造的汽车有可能减轻60%的质量。在建材领域，为了改善水泥抗拉强度低的弊端，人们利用碳纤维的力学特性，用混凝土或水泥做基体制成碳纤维增强复合材料，在建筑行业日益受到人们的青睐。
据了解，2010年我国碳纤维的需求量已超过5000吨，特别是高尔夫球杆、渔具、网球拍、赛艇等民用体育休闲产品对碳纤维材料的需求量也在日益增加，已占到消费总量的80%以上。但目前国内真正掌握碳纤维核心技术的企业寥寥无几，高端碳纤维产品仍以进口为主。因此，付晓清认为，国内企业应尽早攻克碳纤维核心技术，不但仅仅满足航天领域的需求，更要满足民用需求。他表示，所有为“天宫一号”提供了产品的化工企业，下一步，都应该将民用市场作为努力方向，要广泛开拓产品市场，降低成本，让价格平民化。这才是中国化工企业真正的发展之路。 |
