5月11日8时许，搭载天舟十号货运飞船的长征七号遥十一运载火箭发射圆满成功。搭乘天舟十号货运飞船，天津大学机械工程学院空间力学团队崔玉红教授牵头的“空间尘埃防护清除与材料抗磨损及自修复技术试验”项目试验装置也一起奔赴太空，开展在轨技术试验。此次试验旨在突破极端环境下材料的抗磨损、防护与自修复技术瓶颈，为我国未来月球、火星及其他深空探测任务提供核心技术支撑。
崔玉红教授指导学生进行实验
试验装置升空后，将借助空间站机械臂精准安置于空间站的试验工位，开展为期一年的在轨试验。在轨试验完成后，航天员将把装置中的抗磨损组件转移至舱内，随神舟载人飞船返回地面，开展进一步分析研究。
此次试验装置在轨试验主要聚焦空间尘埃防护清除验证、空间材料抗磨损试验验证、空间材料自修复试验验证三大科学目标。
无论是太空太阳能板还是其他设备，如果遇到太空沙尘暴或者日积月累蒙上厚厚的灰尘怎么办？能否通过施加电场的方式，就像给设备表面开了“电帘”，一拂即净？科学家们此次开展的空间尘埃防护清除验证，就是通过对试验件施加特定电场，驱动内部尘埃进行规律运动，并利用高分辨率相机实时记录运动过程，结合数字图像处理技术在轨分析图像，获取尘埃清除率数据，为后续电帘除尘设备的研制提供重要参考依据。
未来人类登上月球、火星，要在太空环境连续工作数小时，所穿着的太空服抗磨损性能如何？此次开展的空间材料抗磨损试验验证，即是把空间材料暴露在真实太空环境下经历“风吹日晒”，等试件返回地面后，再通过力学测试和光学测试等手段获取性能规律，进一步与对照组进行对比分析，以深入探究空间环境特性及材料寿命特征。
能否让太空中破损的材料自行恢复如初？科学家们此次开展的空间材料自修复试验验证，就是通过直线电机对试验件进行穿刺，在紫外辐射等空间环境作用下，实时观测刺破部位的自主修复过程。设备将通过成像分析，获取修复过程中的关键影响因素和科学数据。
据悉，此前该试验装置及试件在地面已全部通过了近一年严苛的环境考核，以及人机工效学与空间站匹配测试等一系列地面验证。
试验装置部分组件示意
“开展项目在轨试验，将系统阐明在复杂极端环境中光敏、刚性与柔性材料的核心作用机制，突破制约空间任务的关键瓶颈问题，将为月球、火星及小行星等深空探测任务构建坚实的技术应用基础。成果将推动航天器防护体系由‘被动抵御’向‘主动再生’转变，提升关键载荷在轨服役寿命与运行可靠性。与此同时，所取得的前沿理论突破，在精密仪器、柔性电子等深空经济相关产业具有广泛应用潜力。”崔玉红教授介绍。
北京空间机电研究所工程师调试装置
本项目由天津大学担任牵头单位，联合北京空间机电研究所和中国航天员科研训练中心共同攻关。其中也有不少校友的共同努力，如北京空间机电研究所参与本项目的工程师马可瑶毕业于天津大学精密仪器与光电子工程学院。
该项目凝聚了天津大学空间力学团队二十余年来在航天领域的深耕积淀。团队致力于攻克航天工程领域的关键力学难题，深度参与我国探月工程、火星探测等国家重大科技任务，成功实施了嫦娥三号、嫦娥五号、天问一号及返回舱七号等多个着陆器的地面环境模拟实验，覆盖上百种工况，为我国探月工程提供了关键的研究方法与数据支撑。
