“嫦娥五號機(jī)械臂長3.7米，結(jié)構(gòu)重量3100克，臂厚1.4毫米，相當(dāng)于十幾張紙的厚度，可以說是太空里的‘白瘦美’。”哈爾濱工業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里，46歲的張學(xué)習(xí)身穿藍(lán)色工裝，手持銀白色機(jī)械臂模型，一邊模仿機(jī)械臂運(yùn)動，一邊介紹它的神奇之處。

張學(xué)習(xí)是哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，他所在的輕質(zhì)耐熱金屬基復(fù)合材料團(tuán)隊(duì)從事金屬基復(fù)合材料研發(fā)30余年。在嫦娥五號“挖土”之旅中，團(tuán)隊(duì)攻克了鋁基復(fù)合材料在空天領(lǐng)域應(yīng)用的多項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)，參與研制出機(jī)械臂。

時間回到2020年12月2日深夜。嫦娥五號“舒展”機(jī)械臂，歷經(jīng)近15小時，連續(xù)采樣12次，圓滿完成月球表層和次表層月壤的采樣任務(wù)。當(dāng)機(jī)械臂采滿樣品容器、精確轉(zhuǎn)移到封裝容器后，張學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)成員長舒一口氣。

“飛上天的每1克，都要精打細(xì)算。”張學(xué)習(xí)說，在航空航天領(lǐng)域，輕量化是永恒的主題，每減輕1克重量，將節(jié)省巨大成本。同時，機(jī)械臂要實(shí)現(xiàn)大面積、多區(qū)域、多次數(shù)、長時間連續(xù)采樣和關(guān)鍵動作，因此必須在輕的基礎(chǔ)上增加強(qiáng)度、剛度和尺寸穩(wěn)定性。

月球?qū)儆谡婵窄h(huán)境，隨著太陽照射變化，其表面溫度最高達(dá)100攝氏度，最低在零下50攝氏度以下，機(jī)械臂要承受巨大溫差。

按照嚴(yán)苛的環(huán)境要求，張學(xué)習(xí)與團(tuán)隊(duì)研制出晶須增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，解決了輕質(zhì)高剛度高強(qiáng)度航天結(jié)構(gòu)件研制的核心技術(shù)。同時，團(tuán)隊(duì)還開發(fā)出一套檢測技術(shù)和檢測裝置，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂剛度的精確檢測，獲得兩項(xiàng)國家發(fā)明專利授權(quán)，為解決同類產(chǎn)品的分析測試提供了技術(shù)支撐。

副教授錢明芳回憶說，實(shí)驗(yàn)階段，一點(diǎn)點(diǎn)微弱的振動都可能導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)波動，影響測試結(jié)果。實(shí)驗(yàn)場所白天有其他課題組工作，他們的實(shí)驗(yàn)基本上都在晚上進(jìn)行，一連就是好幾個通宵。

張學(xué)習(xí)說，在項(xiàng)目研發(fā)前期，由于一些技術(shù)缺陷，團(tuán)隊(duì)在一年半的時間內(nèi)都找不到恰當(dāng)?shù)慕鉀Q辦法，只得不斷與設(shè)計(jì)單位溝通，不停地試錯、完善、調(diào)整……

“十年磨一劍。”張學(xué)習(xí)介紹，從2010年項(xiàng)目論證，到2013年項(xiàng)目啟動，再到2017年完成技術(shù)攻關(guān)、2020年成功登月……十年來，團(tuán)隊(duì)一步一個腳印，見證著嫦娥五號的騰飛之路。

張學(xué)習(xí)坦言，每一次探索都可能失敗，面對失敗，不能停滯不前，不能消極沮喪，要把研制過程遇到的困難和挫折，當(dāng)作推動復(fù)合材料及其應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的動力，這也是團(tuán)隊(duì)制勝的法寶。

“未來一系列國家重大任務(wù)對新材料研發(fā)提出了更高要求，只有不斷創(chuàng)新，才能滿足需要。”哈工大材料科學(xué)與工程學(xué)院院長、團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人耿林說，未來團(tuán)隊(duì)將發(fā)揮多學(xué)科技術(shù)優(yōu)勢，不斷加強(qiáng)條件建設(shè)和技術(shù)創(chuàng)新，接續(xù)向著浩瀚宇宙邁進(jìn)。(記者楊思琪)

關(guān)鍵詞： 嫦娥五號