9月25日晚9时许，一个激动人心的时刻，我国神舟七号飞船顺利在酒泉卫星发射中心升空，伴随着“神七”飞船问鼎苍穹，由中科院兰州化物所承担的“神舟七号飞船应用系统固体润滑材料空间试验”项目进入了外太空试验阶段，目前试验进展顺利。这是我国第一次开展固体润滑材料的外太空暴露试验，也是兰州化物所首次开展固体润滑材料的专项试验。
早在60年初，兰州化物所科研人员就结合国家“两弹一星”任务的要求开展了固体材料研究工作，已先后发展了多种具有优异润滑性能的固体润滑材料，如物理气相沉积润滑薄膜、粘结固体润滑涂层、金属基高温耐磨自润滑复合材料、聚合物基自润滑复合材料、纳米尺度润滑材料等，为国家航天航空领域解决了一系列具有特殊意义的润滑和磨损技术难题。从神舟一号飞船开始，开展了大量的固体润滑材料研究以及空间应用实验。
兰州化物所此次负责承担的“神舟七号飞船应用系统固体润滑材料空间试验”项目，由该所所长、固体润滑国家重点实验室主任刘维民研究员总体负责，先进润滑与防护材料研发中心副主任翁立军研究员主管设计，与中科院光电研究院联合组成了近20人的研究团队，利用神舟七号飞船舱外平台提供的技术条件，重点开展原子氧和紫外辐射对固体润滑材料结构和性能影响以及失效破坏机制的研究。
科研人员本着“立足地面，空间验证”的宗旨，建立了针对固体润滑材料的材料级地面空间环境模拟试验考核装置，通过空间飞行试验验证，对地面模拟试验条件进行完善。基于多种试验考核建立有效的润滑材料试验考核方法及手段，以获得低地球轨道环境对固体润滑与防护材料性能、结构、失效破坏机制的影响规律，进而开展高可靠、抗侵蚀、长寿命固体润滑与防护材料及其相关技术的研究工作，将为发展具有良好耐空间环境特性的新型润滑防护材料技术，满足我国航天发展对先进润滑材料的需求以及长期稳定运行的天地一体化网络系统建设提供技术基础。
鉴于神舟七号飞行任务周期的约束条件，要求试验样品可在较短的试验周期内取得有效的试验结果，要求确定的试验样品在原子氧环境中应有不同程度的反应，以便判别试验的效果。要求试验样品及其空间试验过程中可能形成的反应产物对航天员健康不产生威胁。同时要求选取的样品在本项目试验周期内应可明显反映原子氧等环境因素对固体润滑材料的影响效应并具有代表性。为此，兰州化物所科研人员开展了系统的研究分析工作，最终筛选确定了3类11种试验样品。主要包括三大类：润滑薄膜系列，润滑涂层系列和自润滑复合材料。
为适应神舟七号飞船飞行任务特点，研制具备可靠锁紧和便于解锁功能的试验装置是该项目取得成功的关键技术之一。任务要求该试验装置在发射阶段能够将安装有试验样品的样品台可靠地固定在舱外，在出舱活动期间由航天员便利地解锁并回收样品台。为此，中科院光电研究院与兰州化物所联合攻关，在我国航天发展过程中尚无可借鉴经验的情况下，经过2000多次反复试验验证，创新性地设计并研制了同时具备锁紧及解锁功能的试验装置，航天员只需要一只手“拨”、“拉”、“压”、“提”四个动作，就能便利地将试验装置取下并回收。
“神舟七号飞船应用系统固体润滑材料空间试验”项目是我国首次由航天员在飞船舱外开展的空间材料试验项目，该项目所获得的固体润滑试验样品也是我国首次暴露于太空环境并成功回收的空间材料试验样品。该项目的圆满完成将成为我国空间材料研究，特别是润滑材料研究领域的一个新的里程碑，标志着我国空间润滑材料研究跨上一个新台阶。
（撰稿/段立斌）
