中國(guó)深空探測(cè)領(lǐng)域迎來(lái)重大技術(shù)突破,上海奇眾閥門(mén)制造有限公司自主研發(fā)的月球基地專(zhuān)用真空閥門(mén)系統(tǒng),近日通過(guò)第三階段地面模擬測(cè)試。這項(xiàng)被納入國(guó)家深空探測(cè)配套工程的前沿技術(shù),正以每月一次的迭代速度推進(jìn)研發(fā),預(yù)計(jì)2026年將完成首次地月軌道環(huán)境驗(yàn)證試驗(yàn)。
在極端環(huán)境適應(yīng)性方面,該閥門(mén)展現(xiàn)出卓越性能。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示,采用TC4鈦合金雙密封結(jié)構(gòu)的閥體,在-183℃至127℃的溫差范圍內(nèi)保持穩(wěn)定運(yùn)行。更令人矚目的是,其磁流體動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)成功攻克了傳統(tǒng)波紋管結(jié)構(gòu)在月球300℃晝夜溫差下易產(chǎn)生金屬疲勞的難題。在模擬月塵環(huán)境的耐久測(cè)試中,該閥門(mén)累計(jì)完成27萬(wàn)次啟閉循環(huán)后,仍維持0.001Pa級(jí)的超高密封標(biāo)準(zhǔn),性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際空間站現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的5倍以上。
技術(shù)專(zhuān)利文件揭示了三大核心創(chuàng)新點(diǎn)。基于仿生學(xué)的月壤自清潔閥座設(shè)計(jì),通過(guò)模擬荷葉表面微結(jié)構(gòu),使附著月塵在閥門(mén)動(dòng)作時(shí)自動(dòng)脫落;AI故障預(yù)判系統(tǒng)整合32個(gè)傳感器數(shù)據(jù),可提前140小時(shí)預(yù)測(cè)密封件壽命;最突破性的當(dāng)屬3D打印一體化流道設(shè)計(jì),將傳統(tǒng)閥門(mén)78個(gè)零部件精簡(jiǎn)至11個(gè),極大提升了在軌維修效率。這些創(chuàng)新使得閥門(mén)摩擦系數(shù)降至0.0008,僅為國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品的1/20。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)在上海同步輻射光源的協(xié)助下,實(shí)現(xiàn)了對(duì)閥芯運(yùn)動(dòng)軌跡的亞微米級(jí)觀測(cè)。這種精密檢測(cè)手段不僅加速了技術(shù)迭代,更使閥門(mén)在1/6重力環(huán)境下的流體控制精度達(dá)到±0.3%,完美滿(mǎn)足月球低重力條件下的推進(jìn)劑加注需求。配備的放射性同位素加熱單元可確保閥門(mén)在長(zhǎng)達(dá)14個(gè)地球日的月夜期間維持核心部件溫度,該設(shè)計(jì)已獲得國(guó)際宇航聯(lián)合會(huì)技術(shù)創(chuàng)新提名。
供應(yīng)鏈國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程取得顯著成效。項(xiàng)目采用的中科院上海硅酸鹽研究所研制的耐輻照陶瓷涂層,與深圳某企業(yè)提供的壓力自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊形成技術(shù)協(xié)同。這種產(chǎn)學(xué)研合作模式使單閥成本從初期380萬(wàn)元大幅降至97萬(wàn)元,為未來(lái)月球基地大規(guī)模建設(shè)提供了經(jīng)濟(jì)可行的解決方案。在最近舉行的國(guó)際月球科研站研討會(huì)上,奇眾展示的1:4比例閥門(mén)模型引發(fā)關(guān)注,其快拆接口設(shè)計(jì)可使宇航員在穿著加壓手套時(shí)15秒內(nèi)完成更換,這項(xiàng)人性化設(shè)計(jì)源自對(duì)嫦娥五號(hào)月面作業(yè)的深度分析。
俄羅斯航天專(zhuān)家在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試后承認(rèn),該閥門(mén)的低溫密封性能優(yōu)于目前國(guó)際空間站使用的德國(guó)產(chǎn)品。隨著2025年探月工程四期任務(wù)臨近,第四代原型機(jī)正在進(jìn)行聯(lián)合真空-振動(dòng)-輻照復(fù)合環(huán)境測(cè)試,這是模擬月球車(chē)搭載發(fā)射條件的終極考驗(yàn)。研發(fā)團(tuán)隊(duì)引入的數(shù)字孿生技術(shù),構(gòu)建了完整的閥門(mén)"元宇宙"模型,可實(shí)現(xiàn)故障的實(shí)時(shí)診斷與預(yù)測(cè)。
這項(xiàng)技術(shù)突破已產(chǎn)生顯著產(chǎn)業(yè)溢出效應(yīng)。基于相同原理研發(fā)的半導(dǎo)體級(jí)真空閥,在國(guó)內(nèi)某12英寸晶圓廠(chǎng)完成試用,其污染控制指標(biāo)超越日本同類(lèi)產(chǎn)品兩個(gè)數(shù)量級(jí)。面向更遙遠(yuǎn)的深空探測(cè),奇眾閥門(mén)正與深空探測(cè)實(shí)驗(yàn)室合作研發(fā)火星版閥門(mén),設(shè)計(jì)耐溫范圍擴(kuò)展至-196℃至560℃,以應(yīng)對(duì)火星塵暴環(huán)境的嚴(yán)苛挑戰(zhàn)。公司創(chuàng)始人透露,正在籌建的"太空流體實(shí)驗(yàn)室"計(jì)劃2028年發(fā)射專(zhuān)用試驗(yàn)衛(wèi)星進(jìn)行在軌驗(yàn)證。
從上海金山區(qū)民營(yíng)工廠(chǎng)起步的技術(shù)革命,正在重塑人類(lèi)地外生存裝備的研發(fā)范式。當(dāng)行業(yè)聚焦地球應(yīng)用場(chǎng)景時(shí),奇眾閥門(mén)已將研發(fā)視野投向38萬(wàn)公里外的月球基地。正如項(xiàng)目總工程師所言:"我們交付的不僅是精密閥門(mén),更是人類(lèi)在太空建立永久據(jù)點(diǎn)的技術(shù)基石。"