太空积尘磨损破损全搞定 天舟十号在轨试验实用性拉满

天舟十号货运飞船携带的多项空间力学试验设备，已经在中国空间站完成就位，正式开启为期一年的在轨测试工作。这批试验由地面科学圆桌会重点解读，试验内容专门对应航天器长期在轨运行遇到的三类高频问题，整套试验成果直接服务后续深空探测和空间站长期运营工作。

本次在轨试验项目由天津大学机械工程学院崔玉红教授牵头负责。崔玉红长期深耕空间力学与航天材料研究领域，主导多项空间站在轨试验项目，团队专注解决太空环境下设备损耗、材料失效、环境干扰等实际问题。本次升空的整套试验方案，经过多年地面模拟测试打磨，贴合真实太空运行工况。

太空环境和地面环境存在明显区别。航天器在轨运行期间，会持续接触空间尘埃、原子氧、太空辐射等各类环境因素。现有航天设备运行一段时间后，都会出现对应损耗问题，这些问题会影响设备使用周期，增加在轨维护成本，限制深空探测任务的推进节奏。

空间尘埃堆积是航天器在轨运行的常见问题。月球、火星探测设备以及空间站外部设备，长期暴露在太空环境，细小尘埃会持续附着在设备表面。太阳能板、探测镜头、外部传感器积尘之后，设备工作效率会出现下降，探测数据精准度会受到影响，地面现有除尘方式没办法适配太空真空环境。

本次试验设置空间尘埃防护清除验证项目，测试全新的电帘除尘方式。设备通过施加固定电场，让附着在器件表面的尘埃自主移动脱落，搭配在轨高清拍摄设备记录全过程数据。整套测试数据用来优化太空专用除尘设备的设计参数，形成适配真空失重环境的除尘方案。

航天材料磨损是长期困扰航天任务的另一类问题。舱外设备、航天服、机械臂结构，持续处于强辐射、原子氧侵蚀的环境，频繁开合作业、空间微粒撞击，都会造成材料表层磨损。材料磨损到一定程度，设备整体性能下降，只能通过航天员出舱维护或者更换配件解决。

本次试验带上二十余种常用航天面料和金属材料样品，全部放置舱外真实太空环境。样品在轨静置一年时间，全程接受太空环境侵蚀和微粒撞击。试验结束后样品随飞船返回地面，工作人员对比试验前后的材料状态，筛选适配长期在轨使用的耐磨损材料，更新航天用材选型标准。

太空材料微小破损修复，是本次试验覆盖的第三类问题。航天器在轨运行期间，空间微小颗粒撞击、环境温度交替变化，会让表层材料出现细微裂纹和破损。这类破损初期不会影响设备运行，长期累积会扩大故障范围，引发设备失效。太空人工修复作业难度大、风险高、成本高。

空间材料自修复试验针对这类场景开展测试。试验模拟太空环境下的材料损伤状态，记录材料自主修复的全过程，验证现有自修复材料在太空环境的工作效果。试验积累的数据，可以用来优化自修复材料配方，实现航天器表层微小损伤的自主修复，减少人工干预频次。

整套试验装置依托空间站机械臂完成精准安装固定，全程自动化运行，不用航天员持续操作干预。试验数据实时回传地面科研团队，方便工作人员随时整理分析。一年试验周期结束后，核心材料试件会带回地面，开展全方位力学和光学检测。

国内现有航天材料和太空防护技术，大多基于地面模拟环境研发。地面模拟场景没办法完全复刻真实太空的复合环境，部分技术落地太空之后会出现适配偏差。本次在轨实景试验，补齐地面模拟测试的短板，数据真实度更高，技术落地可行性更强。

三类试验对应的技术成果，都有明确的落地场景。成熟的除尘技术可以用到未来月球、火星探测设备，保障探测设备稳定工作。耐磨损材料数据可以优化航天服和舱外设备用材，延长设备服役时长。自修复技术可以降低空间站在轨维护压力，减少出舱作业频次。

深空探测任务的推进，对设备稳定性、材料耐用度、环境适配性的要求持续提升。单纯依靠现有维护模式，没办法支撑高频次、长周期的深空探测布局。这批在轨试验积累的技术经验，能够直接填补国内空间环境适配技术的空白，为后续各类深空探测项目提供技术支撑。