北京時間2022年10月31日15時37分，搭載空間站夢天實驗艙的長征五號B遙四運載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場準(zhǔn)時點火發(fā)射，約8分鐘后，夢天實驗艙與火箭成功分離并準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。
在夢天實驗艙中，沈陽分院系統(tǒng)多項成果獲成功應(yīng)用。其中，金屬研究所研制的新型鋁基復(fù)合材料成功應(yīng)用在夢天實驗艙太陽翼柔性展開機構(gòu)關(guān)鍵部件、多個實驗機柜轉(zhuǎn)接件、電源散熱載體、空間冷原子鐘組光學(xué)基板等，共4種成分5種功能部件；沈陽自動化研究所研發(fā)的在線維修裝調(diào)操作柜靈巧機械手、高溫材料科學(xué)實驗柜批量樣品自動化管理系統(tǒng)，以及夢天實驗艙內(nèi)8臺科學(xué)實驗柜的主結(jié)構(gòu)獲成功應(yīng)用。
除夢天實驗艙柔性太陽翼展開機構(gòu)關(guān)鍵部件、實驗機柜轉(zhuǎn)接件采用了金屬研究所團(tuán)隊研制的高強、高韌、高耐磨鋁基復(fù)合材料，電源散熱載體等采用了高導(dǎo)熱、低膨脹鋁基復(fù)合材料外，此次隨艙搭載的空間冷原子鐘組的多個光學(xué)平臺、基板采用了該團(tuán)隊研發(fā)的兩種高尺寸穩(wěn)定性的鋁基復(fù)合材料。夢天實驗艙在天宮二號空間冷原子鐘的基礎(chǔ)上，載有世界上第一套由冷原子銣微波鐘、冷原子鍶光鐘和一臺主動型氫原子鐘組成的空間冷原子鐘組，構(gòu)成在太空中頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度最高的時間頻率系統(tǒng)，將開展引力紅移、精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)測量等前沿的科學(xué)研究。此次該團(tuán)隊為空間冷原子鐘組提供光路基板，為確保時頻系統(tǒng)的精確測量奠定了基礎(chǔ)。
沈陽自動化所科研團(tuán)隊攻克了機械手柔性控制、高精度精細(xì)操作和遙科學(xué)任務(wù)等一系列核心關(guān)鍵技術(shù)，研制了靈巧機械手系統(tǒng)。作為在線維修裝調(diào)操作柜的關(guān)鍵子系統(tǒng)之一，靈巧機械手系統(tǒng)具有精細(xì)操作和視覺觀察能力，可以對在軌發(fā)生故障的科學(xué)實驗?zāi)K或裝置進(jìn)行診斷、精細(xì)維修和清潔等，從而有效延伸科學(xué)實驗裝置的在軌使用壽命。靈巧機械手系統(tǒng)具有三種工作模式：在軌柔性示教模式——航天員手動牽引機械手高效完成操作任務(wù)的運動軌跡規(guī)劃。在軌自主控制模式——由機械手系統(tǒng)控制軟件自主產(chǎn)生任務(wù)運動軌跡并完成相應(yīng)的操作。天地遙科學(xué)模式——由地面科學(xué)家通過鏡像仿真后，上載試驗任務(wù)給機械手讓其在軌執(zhí)行。
在線柜與靈巧機械手系統(tǒng)
高溫材料科學(xué)實驗柜批量樣品自動化管理系統(tǒng)是高溫材料科學(xué)實驗柜的四個科學(xué)模塊之一，安裝于實驗柜左上部真空腔內(nèi)，可單批次儲存16個實驗樣品，并自動操作目標(biāo)樣品進(jìn)出溫度達(dá)1600 的爐膛開展科學(xué)實驗。具體功能包括，批量樣品的固定和儲存容納、水平轉(zhuǎn)位穩(wěn)定控制和自主取放、上下精準(zhǔn)提拉移動和限位自鎖、電氣按需通斷和數(shù)據(jù)傳輸，并支持航天員進(jìn)行樣品安放與回收。
沈陽自動化所科研團(tuán)隊攻克了狹小空間內(nèi)多級傳輸單元剛?cè)狁詈下?lián)動、大容差取放和局部精準(zhǔn)自適應(yīng)定位、壓觸式電連接和數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)了轉(zhuǎn)位單元、上下移動單元、手爪單元及換樣機構(gòu)，配置了“十六合一”輕巧鎖緊機構(gòu)和監(jiān)視相機，可實現(xiàn)空間材料批量樣品實驗流程的自動化高效處理。
高溫材料科學(xué)實驗柜批量樣品自動化管理系統(tǒng)
在夢天實驗艙中，沈陽自動化所還承研了8臺科學(xué)實驗柜主結(jié)構(gòu)?？茖W(xué)實驗柜主結(jié)構(gòu)是多個在軌科學(xué)實驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主體，用來裝載科學(xué)研究實驗設(shè)備和設(shè)施，提供機、電、熱、通信等工作接口，其最大特點是具備優(yōu)異的動態(tài)承載及減振能力，避免科學(xué)實驗設(shè)施在發(fā)射過程中因強烈振動和沖擊造成損壞，影響后續(xù)科學(xué)實驗的正常開展。
此外，金屬所鈦合金氫泵渦輪、高溫合金管材和鍛件、鎂合金表面處理技術(shù)、鎧裝熱控器件等材料技術(shù)也應(yīng)用于此次夢天實驗艙任務(wù)中。
