東華智慧閃耀“天宮二號”飛天路

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東華智慧閃耀“天宮二號”飛天路

9月15日晚，“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室在酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地成功發(fā)射升空。東華大學(xué)有兩項科技成果閃耀“天宮二號”飛天路，東華智慧和實(shí)力又一次成功服務(wù)于國家航天事業(yè)。它們分別是東華大學(xué)紡織學(xué)院研發(fā)團(tuán)隊的“半剛性電池基板玻璃纖維網(wǎng)格”成果，以及東華大學(xué)服裝·藝術(shù)設(shè)計學(xué)院航天員服裝研發(fā)設(shè)計團(tuán)隊的相關(guān)成果。

1 “天宮”“玻璃翅膀”再升級

當(dāng)太陽能帆板在太空正常展開的剎那，標(biāo)志著“天宮二號”發(fā)射取得成功。

常人也許想不到，航天器這對太陽能“翅膀”的高性能電池片居然附著在玻璃纖維上，它們被東華大學(xué)紡織學(xué)院陳南梁教授團(tuán)隊編織成半剛性的網(wǎng)格材料，出色地為“天宮二號”提供能源動力。早在2011年，陳南梁教授團(tuán)隊的這一科研成果就已成功助力“天宮一號”順利飛天。而這次用于“天宮二號”的半剛性玻璃纖維網(wǎng)格材料，在之前的基礎(chǔ)上進(jìn)行再升級，打造出2.0版。據(jù)陳南梁教授介紹，此次升級主要針對生產(chǎn)裝備進(jìn)行改造，包括決定網(wǎng)格材料花紋結(jié)構(gòu)的橫移機(jī)構(gòu)、均勻送出經(jīng)紗的送經(jīng)機(jī)構(gòu)，以及使得線圈相連穿套的編織機(jī)構(gòu)?？蓜e小看這樣的改造，織出來的玻璃纖維網(wǎng)格材料過不過硬、夠不夠強(qiáng)、能不能承受惡劣的外太空環(huán)境的考驗(yàn)，其源頭都在生產(chǎn)機(jī)器和工藝上。經(jīng)過一系列的機(jī)器和工藝改良及優(yōu)化，應(yīng)用于“天宮二號”的半剛性玻璃纖維網(wǎng)格材料的結(jié)構(gòu)精度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性都得到了很大提高，織物疵點(diǎn)數(shù)由原來的1個/(3 m)降為1個/(10 m)，總體強(qiáng)度也較之前提升了10%，從而有力地確保了此次“天宮二號”飛天任務(wù)的順利完成。

從助力“天宮一號”“天宮二號”成功飛天，到研發(fā)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星“星載天線金屬網(wǎng)”，再到致力于服務(wù)“天舟”貨運(yùn)飛船，陳南梁教授團(tuán)隊一直堅守著東華紡織人的“初心”，在服務(wù)國家重大戰(zhàn)略發(fā)展的道路上走得篤定而從容。

2 科技+時尚——“東華設(shè)計”助力打造中國航天員新形象

“神舟十一號”載人飛船發(fā)射升空，與“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行對接，2名航天員將在軌駐留33天，這是迄今為止我國載人飛行時間最長的一次任務(wù)。10月16日上午，在執(zhí)行“神舟十一號”載人飛行任務(wù)的2名航天員與記者的見面會上，景海鵬和陳冬身著東華大學(xué)服裝·藝術(shù)設(shè)計學(xué)院航天員服裝研發(fā)設(shè)計團(tuán)隊(以下簡稱“設(shè)計團(tuán)隊”)研制的秋冬常服帥氣亮相，“東華設(shè)計”將伴隨航天員們踏上征程。

設(shè)計團(tuán)隊承擔(dān)中國航天員中心的科研項目研究任務(wù)，設(shè)計研發(fā)了保障航天員在太空和地面工作和生活的全過程的系列專用服裝，既包括航天員在軌工作和生活時穿著的工作服、運(yùn)動服、休閑服等，也包括在地面工作和生活時穿著的常服、任務(wù)訓(xùn)練服、專用服飾等多個種類。這些專用服裝不僅要確保能實(shí)現(xiàn)多項特殊功能，還要融入中國特色的設(shè)計元素，為航天員增添時尚氣息。

中國航天員專用服裝是以功能性和工效性優(yōu)先、兼具美觀性的多功能服裝，設(shè)計團(tuán)隊在設(shè)計上緊扣“飛天夢”和“中國夢”時代主題，無論在面輔料還是在色彩圖案上，甚至服裝細(xì)部縫跡線，都融入了中國特色的時代元素，展現(xiàn)了中國航天員作為“中國夢”的太空筑夢人和守護(hù)者的美好形象。

特別是此次執(zhí)行“神舟十一號”飛行任務(wù)的航天員穿著的秋冬常服，一方面突破了以往單一的用色模式，在天空色湖藍(lán)的基礎(chǔ)上加入象征地球天際線和外太空的色調(diào)元素，其深淺明暗的變化搭配讓服裝看起來更加立體飽滿、更富有層次感；另一方面，在工藝上以立體直線條為主，前肩上隱喻航天飛行軌跡的“S”型弧線與前胸處象征勝利的“V”型直線拼條呼應(yīng)，呈現(xiàn)了粗細(xì)曲直的和諧之美。男款服裝展示了中國航天員的威武莊重，女款服裝則在展現(xiàn)中國女性颯爽英姿的同時也突出了東方女性的柔美氣質(zhì)。

除了服裝本身，航天員佩戴的一些服飾徽標(biāo)及領(lǐng)帶和圍巾也都在設(shè)計任務(wù)之列，并且所有的服飾用品的設(shè)計都要依據(jù)服裝的色彩和造型進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃。其中，航天員榮譽(yù)徽標(biāo)的主線條猶如在湛藍(lán)的宇宙中航天器飛行的軌跡，給人以向上奮飛的動感，五角星的數(shù)量則表明了佩戴者執(zhí)行載人飛行任務(wù)的次數(shù)。一年來，設(shè)計團(tuán)隊的徽標(biāo)設(shè)計工作組和航天配飾品設(shè)計工作組，分別在視覺傳達(dá)設(shè)計和紡織品設(shè)計領(lǐng)域?yàn)楹教靻T服裝增色添彩，通過航天員專用服裝這樣的綜合載體，用藝術(shù)設(shè)計彰顯了“飛天”的內(nèi)涵與風(fēng)采。

除了發(fā)射和返回階段外，航天員在空間實(shí)驗(yàn)室內(nèi)將根據(jù)工作任務(wù)的不同階段和場合換上不同類型的專用服裝，開展在軌工作、生活和運(yùn)動。設(shè)計團(tuán)隊設(shè)計研發(fā)的中國航天員在軌運(yùn)動鍛煉服裝、非工作日休閑服裝等成果，在“太空180”大科學(xué)試驗(yàn)中得以應(yīng)用，并于9月15日搭載“天宮二號”進(jìn)入太空，靜待“神舟十一號”搭載的航天員前來取用。

航天員的空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)類服裝看似平常，實(shí)際上也大有講究。以此次設(shè)計的運(yùn)動鍛煉服裝為例，其由可拆卸組合式上衣與褲裝構(gòu)成，用于航天員在“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“太空跑臺運(yùn)動、騎自行車運(yùn)動”時穿著，既符合功能科技要求，又具有時尚外觀設(shè)計，成為了“太空酷跑服”。

進(jìn)入“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室用于保障航天員健康的運(yùn)動鍛煉服裝對舒適工效等功能的要求特別高，每件衣服的質(zhì)量誤差超過1 g就不合格，特殊部位的尺寸誤差超過2 mm就須返工。要滿足所有的這些技術(shù)指標(biāo)要求，不僅需要服裝藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域的人才，更需要工程技術(shù)學(xué)科力量的加入。

全系列航天服及配飾的款式、顏色、圖案、質(zhì)地等，不僅彼此之間要相互匹配，還要與艙室環(huán)境相融，在體現(xiàn)中國特色文化元素和時代特征的同時，體現(xiàn)航天員群體的職業(yè)特點(diǎn)和精神風(fēng)貌。各具功能的不同類型的服裝，有的能夠幫助航天員在長時間的太空飛行中對抗因失重而導(dǎo)致的肌肉萎縮，有的能夠呵護(hù)航天員調(diào)節(jié)他們的情緒和心情，同時還要考慮在艙內(nèi)光線環(huán)境下進(jìn)行攝影、攝像和圖像傳輸?shù)娘@示效果，可謂是“一樣菜必須滿足百家胃”。

據(jù)悉，“神舟十一號”與“天宮二號”對接后，將對上述科研成果的各項技術(shù)指標(biāo)與穩(wěn)定可控性進(jìn)行驗(yàn)證，同時為下一步的工作積累科研數(shù)據(jù)。設(shè)計團(tuán)隊無暇休息慶功，已全力準(zhǔn)備迎接新任務(wù)和新挑戰(zhàn)。

早在20世紀(jì)70年代，東華大學(xué)就開始關(guān)注高性能纖維對國家戰(zhàn)略項目的重要作用，為碳纖維、芳綸、高強(qiáng)高模聚乙烯纖維、聚酰亞胺纖維等多種高性能纖維的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。航天員專用服裝系列化設(shè)計項目技術(shù)總指導(dǎo)、中國工程院院士、東華大學(xué)俞建勇教授介紹，從20世紀(jì)90年代我國正式宣布開啟載人航天工程伊始，20多年間東華大學(xué)先后完成了航天級高純黏膠基碳纖維、艙內(nèi)外航天服暖體假人研制、航天員尿收集裝置研制、半剛性太陽能電池帆板玻璃纖維網(wǎng)格基板、中國航天員專用服裝系列化設(shè)計等十余項科研成果，并成功應(yīng)用于國家頭號戰(zhàn)略武器研發(fā)、神舟系列載人航天工程及“天宮一號”“天宮二號”工程。國家戰(zhàn)略需求隨著時代變遷而不斷變化、轉(zhuǎn)移，東華大學(xué)服務(wù)國家戰(zhàn)略的情懷始終未變。

(摘編自東華大學(xué)校方微信)