筑夢九天·廣東力量 | 天宮“神器” 廣東智造-世界獨家

今年10月，夢天實驗艙發射升空，成功與天和核心艙對接。歷時三十年，中國空間站終建成。近日，神舟十五號發射成功，神舟十四號與神舟十五號實現首次在軌交接；12月4日，神舟十四號順利返回。一個個歷史性瞬間，書寫著中國航天奮起直追、勇攀高峰的不懈追求與努力。廣州日報特推出《筑夢九天·廣東力量》系列報道，細數智造、育種、衛星方面廣東企業的艱苦攻關，講述那些筑夢九天的故事。

當你拿起一支筆隨意在紙上涂寫、當你花一小時烹煮好一餐美食、當你順手將廚余扔進垃圾箱……你或許很難想象，這些極為簡單的日常小事，在400多公里外的太空，會變得異常復雜，看似輕松地遨游太空，其實是一場“失重大挑戰”。

(相關資料圖)

在這場逐夢太空的挑戰中，廣東智造不曾缺席。“太空限定”版航天微波爐、保持太空之家整潔無菌的真空壓縮袋、可以任意角度書寫的太空筆……一直以來，廣東企業攻堅克難，經過無數次的嘗試和試驗，將許多“不可能”變成“可能”，默默為中國“航天夢”提供著支持和保障。

“中山造”真空收納袋

首次升天時間：神舟八號

用途：收集宇航員飲食起居產生的廢棄物

絕技：阻隔性、阻氧性、耐穿刺性

3名航天員空間站住半年大概要用2000個收納袋

航天真空收納袋。

在太空艙密不透風和失重的環境下，細菌繁殖能力是地面上的80倍，航天員起居飲食產生的殘余物品飄浮在艙內，若處理不當，極易腐爛并產生揮發性氣體，危及工作空間和生存環境。因此，航天員在空間站工作生活產生的廢棄物，如換洗衣物、食品包裝、廚余垃圾等物品，都要分門別類、仔細地收納到對應的裝置里。

從神舟八號飛船開始，廣東太力科技集團股份有限公司研制生產的真空收納袋已經15次登上太空，“這些袋子雖然看起來很普通，但是航天員在飛船上的飲食起居都離不開它們。”該公司總工程師王振昌介紹，由于航天環境的特殊性，上太空的真空壓縮袋都要根據用途特別定制，“這些袋子跟我們平時用的不一樣，因為這些袋子收納之后最久要在空間站里面存放半年以上，這對收納袋的阻隔性、阻氧性、耐穿刺性都要求很高。”

航天真空收納袋。

以用來收集航天員餐廚垃圾的二型壓縮袋為例，阻隔性主要是防止食物殘渣的異味飄出來，還有防止液體泄漏；阻氧性就是防止細菌在里面滋生，因為食物殘渣很容易滋生細菌；耐穿刺性則是為了防止某些物品的包裝過硬，抽真空后變形將袋子刺破。

除了殘留食品包裝壓縮袋以外，還設計有殘余物品壓縮袋、服裝壓縮袋、廢物收集袋、鋁箔密封袋等，不同類型的真空壓縮袋分別對應不同的作用，有的用于處理食物殘渣，有的用于收納航天員的衣服行李，有的用于處理航天員起居所產生的生活垃圾以及排泄物。

別看這樣一個小小的真空密封收納裝置，實際上，真正“升空”前經過了逾5000次的檢測和3000余次試驗，突破各種技術難題并不斷優化，才能順利成行的。

可以說，航天員在太空中的工作、生活處處都離不了這個不起眼的小袋子。據介紹，航天員在太空中平均每天要使用5~6個真空收納袋，此前神舟十三號3名航天員在空間站工作生活長達半年，大概使用了2000個真空收納袋。

“當前我們還在不斷地研發創新，以提升現有的產品質量。”王振昌表示，下一步，集團將加大新材料新技術的研發投入，打造出更多更好的產品，助力航天事業創造整潔無菌的“太空之家”。

“東莞造”便攜式衛生用品

首次升天時間：神舟六號

用途：特殊功能設計的尿液收集裝置

絕技：祛除異味、抑菌、防泄漏

這款衛生用品多次隨“神舟”航天員上天

“人有三急”，哪怕是在太空漫游也是如此，而東莞智造的產品提供了“方便”。坐落于東莞市茶山鎮的廣東茵茵股份有限公司（以下簡稱“茵茵”）是中國航天員科研訓練中心的重點協作單位，其研制的便攜式衛生用品陪伴中國航天員多次登上太空。

2021年9月17日，神舟十二號載人飛船返回艙成功著陸，執行飛行任務的航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波安全順利出艙。三個月來的太空任務中，他們用上了這款便攜式衛生用品——一種以紙尿褲為基礎，包含了特殊功能設計的尿液收集裝置。

據了解，在飛船起飛和著陸以及空間站出艙時，航天員都是“全副武裝”穿著航天服，同時也會穿戴上述便攜式衛生用品。

由于航天服是密閉的，尿收集裝置設計需要有更高的吸收能力、更有效的凈味能力、更強大的鎖水能力和防漏能力等。為此，該企業設立了技術中心，建有微生物檢測、化學、物理、恒溫技術等專業實驗室，創新實現了太空速滲導流、航天炭芯凈味等技術突破。

翟志剛在神舟十三號飛船中整理垃圾。（視頻截圖：中國載人航天官網）

“茵茵”研制的尿收集裝置，注重通過核心技術和人性化設計，實現高效的吸取、凈味、抑菌、鎖水和防漏能力。企業相關負責人曾對媒體表示，從神舟六號開始，每次航天員從太空返回地球，都會給公司提出一些新的建議，經過不斷地改良和改進，目前在衛生用品方面企業已經有100多個專利產品，其質量和舒適度也在不斷改進。

從2004年6月完成第一次航天員衛生用品合格交付開始，“茵茵”至今承擔并出色地完成了神舟六號、神舟七號、神舟九號、神舟十號、神舟十一號、神舟十二號等飛行任務的宇航員便攜式衛生用品的研發生產任務。

“佛山造”航天微波爐

首次升天時間：天舟二號貨運飛船

用途：為航天員烹制一日三餐

絕技：極致緊湊型“身材”、超一級能效

7分鐘便可烹制完成三名航天員的餐食

第14屆中國航展上亮相的中國空間站組合體1:1展示艙里，展出的微波爐（上）和冰箱（下）模型。

遠在太空，航天員們如何解決一日三餐？每逢佳節想念“家的味道”時，怎么辦？神舟十四號乘組在空間站與神舟十五號“太空會師”，共同生活工作的5天里，他們會吃些什么呢？這臺特別為太空定制的微波爐，將提供健康、營養、美味的餐食。

實際上，中國是世界上第一個、也是目前唯一一個讓航天員在太空用上微波爐的國家，這臺微波爐界的“天花板”，由佛企格蘭仕自主研發。如今，航天微波爐已兩度“上天”，2021年5月29日，首臺航天微波爐隨著天舟二號貨運飛船進入太空。而在今年的7月26日，第二臺航天微波爐隨“問天”實驗艙入駐中國空間站，按照計劃，每臺航天微波爐要在中國空間站持續工作十年。

在太空中完成一餐主食，并非易事。航天微波爐要如何抗住重力上天？要怎么抵抗微波干擾、在真空環境中運行？如何在極致節能的同時，還能高效烹飪，并百分百還原食品風味？這些都是需要攻克的難題。

作為微波爐的“心臟”，磁控管技術是核心。普通磁控管的微波頻段與空間站Wi-Fi的頻段恰巧重疊，一旦發生干擾，后果非常嚴重。格蘭仕專門研制出特種磁控管，經過無數次頻率調整測試，確保航天微波爐能夠在太空環境長期正常且安全高效運行。

由于空間站能源有限，航天微波爐的參數與地面一般家電相比“大不同”。航天微波爐既要做到體積小，強度大，并且運作還要高效，堪稱“螺螄殼里做道場”。航天微波爐使用功率僅600瓦，體積控制在7升，遠小于普通的家用產品。在重量上，航天微波爐的電源元件僅0.6公斤，比起普通微波爐減重了80%以上。以極致緊湊型“身材”做到超一級能效，使用變頻微波電源代替傳統高壓變壓器，兩臺航天微波爐，7分鐘便可烹制完成三名航天員的一餐主食。

此外，在研發過程中，設計團隊還不斷優化產品結構，加強產品本身的機械強度，并創造性采用緊固件、一體成型等創新工藝，在減小體積的同時，讓航天微波爐產品更加“結實”。“升天”前，經過多次震動測試，貼合的軟包、扎實的結構強度，完美解決高頻、共振的沖擊問題。

經過多款實驗產品的迭代，不斷提升相關技術，中國首臺航天微波爐才得以“誕生”。

“韶關造”太空筆

首次升天時間：神舟十號

用途：在太空中書寫

絕技：在極寒冷溫度或100℃高溫下均能使用

筆芯自帶加壓裝置

可任意角度書寫甚至倒著寫

鐫刻著“祥云圖案”的太空筆。

從神舟十號到神舟十四號，一支來自韶關始興企業生產的太空筆都讓大家津津樂道。在神舟系列飛船發射升空的場景里，人們經常看到中國航天員用這支筆來驗證在軌失重狀態，它在鏡頭前的每一次漂浮與旋轉，仿佛都在向世人傳遞著“一切正常”和“狀態良好”的信號。

早在2012年，盛怡公司開始為中國航天研制太空筆。該企業研制的中國第一支太空筆隨“神舟九號”搭載升空試驗，2013年在“神舟十號”正式使用。經過飛行任務的驗證，該筆使用方便，書寫流暢，功能正常，滿足任務需求。“神十”任務書寫筆是中國自主研發的第一支太空筆，極大地解決了太空鉛筆在太空上書寫的不便。

2021年，該公司設計研發的“祥云圖案”太空筆隨“神舟十二號”升空成為中國空間站航天員工作用筆，再次成為中國航天科技的歷史見證。之后，“祥云圖案”太空筆又隨神舟十三號和神舟十四號載人飛船再次“飛”上“天宮”。

小小一支筆從設計到研發再到生產，一系列技術都已經牢牢掌握在了中國人手中。這支筆的生產材料、油墨、筆芯等都是在始興縣制筆園區的工廠內生產完成的。其最核心的技術是筆芯，不僅使用了高黏度的特種油墨，還自帶加壓裝置。無論是在油墨的黏度、書寫體驗、書寫長度等方面，都優于國外同類產品。

據相關企業負責人介紹，太空筆產品研制從設計開始就有著嚴格的要求。書寫筆的材料、質量、模具、印刷、油墨、檢驗等整個過程必須一絲不茍。如在檢測環節就有滲透性、干燥性、耐水性、耐光性、耐沖擊性、出芯機構靈活性檢驗等數十項。還要進行書寫性能測試、沖擊振動試驗、快速減壓試驗，在安全可靠性上的設計更是十分苛刻。小小的一管筆，用“浴火重生”來形容一點也不為過。產品出廠前，對全部產品進行抽查，如有一支不合格，整批產品都需報廢。

來自中科院官網的一篇科普文章顯示，太空任務對太空筆提出了極其苛刻的要求，它可以在任意角度下書寫，甚至倒著寫；它可以在失重的真空條件下書寫；它可以在極寒冷的環境下或者沸騰的溫度下書寫；它幾乎可以在任何表面上書寫而不會對筆造成損壞，如沾了油的紙、膠片、玻璃、金屬、木塊、石頭等。

策劃、統籌：占豪劍

文、圖：廣州日報·新花城記者 張翔宇、卜瑜、謝英君、黃子寧

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關鍵詞： 衛生用品 真空收納袋 中國空間站