2022中国自动化领域年度团队——中国科学院沈阳自动化研究所空间站科学实验装置研发团队

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2022中国自动化领域年度团队——中国科学院沈阳自动化研究所空间站科学实验装置研发团队

所属单位

中国科学院沈阳自动化研究所

团队领导人

周维佳

团队成员

周维佳、史泽林、王晓辉、刘英丽、刘金国、刘晓源、李正、刘玉旺、田远征、骆海涛、王洪君、张伟、李俊麟、杨晨、王铁军、杨帆、金博丕、韩洪业、路达、孙华强、肖磊、孙强、袁忠秋、宋杰、陈科利、李伟、迟浩东、富佳、于长帅、刘广明、高升、张骁、王清超、王冬琦、王兆光、张永超、王紫阳、曹云侠、王昊辰、孟礼璐、邓昊、张超男、张洪南、张立国、吴振强

2022主要业绩

及所获荣誉

始建于2010年的空间站科学实验装置研发团队,聚焦空间前沿科学应用技术,突破了一系列空间机、电、热、控等关键技术,实现了空间站多个实验装置从无到有的飞跃,有力促进了我国空间科学发展,所研制的科学实验柜主结构、科学手套箱、灵巧机械手以及样品自动化管理系统均随问天实验舱及梦天实验舱圆满发射入轨。具体如下:

(1)科学实验柜主结构

中国空间站内共布置13个科学实验柜,支持航天医学、生命科学与生物技术、微重力流体物理、燃烧科学、基础物理等领域的空间科学实验研究,团队承研了空间站三舱所有科学实验柜的主结构系统,其重量、基频、承载能力等关键指标优于国际空间站同类实验柜,处于世界领先地位,在极大程度上给科学实验系统提供了更多的重量资源和更稳定的发射环境,为科学实验后续顺利开展提供了关键保障。团队历经10余年研制,交付几十套不同阶段产品,降低了不同科学领域载荷集成的难度,保证了空间应用系统研制进度,得到总体部高度赞扬和肯定。

(2)科学手套箱

科学手套箱是空间站中的一项重要的科学研究设施,为科学实验提供一个过程和环境可观、可测、可控和可换的密闭空间,手套箱内配置了一个用于细胞级精度微操作的精细机械臂系统,操作精度高达5微米,可满足DNA微注射、细胞组织微切割、细胞液微量提取等,为后续开展世界一流的空间生命科学和生物技术前沿研究提供了技术手段,目前国际空间站没有类似的能力,为我国首创,实现了0到1的突破。团队自2014年始,历时8年攻关,攻克了一系列核心关键技术,走过了从原理样机、结构工艺件、电性件、鉴定件到正样件的艰难研制历程。

(3)在线维修装调实验柜灵巧机械手

灵巧机械手作为在线维修装调科学实验柜的关键子系统之一,具有精细操作和视觉观察能力,可对在轨发生故障的科学实验模块或装置进行诊断、维修和清洁,有效降低航天员工作量及延伸科学实验装置的在轨使用寿命。团队自2018年开始科研攻关,在任务要求难度大、交付时间紧迫的情况下,团队攻克了机械手柔性控制、高精度精细操作和遥科学任务等一系列核心关键技术,克服疫情影响后最终如期向总体交付产品。

(4)高温材料科学实验柜批量样品自动化管理系统

批量样品自动化管理系统是高温材料科学实验柜的四个科学模块之一,负责批量样品的固定储存、水平转位稳定控制、上下精准提拉移动、样品接口的电和数据传输等,可单批次储存16个实验样品,并自动操作样品进出温度达1600℃的炉膛开展科学实验。自2013年开始研制工作以来,团队攻克了狭小空间内多级传输刚柔耦合联动、大容差取放和精准自适应定位、压触式电连接和数据传输等关键技术,实现了批量样品实验流程的自动化处理。

2022年团队研制的正样产品全部入轨,为载人航天工程立项30周年献礼- 2022年7月24日,科学手套箱、部分科学实验柜主结构随问天舱发射升空;2022年10月31日,灵巧机械手、自动化管理系统及其余科学实验柜主结构随梦天舱入住空间站。所有在轨装置均状态正常,其中科学手套箱已通电测试后用于空间科学实验。

推荐理由

经过10余年的持续艰苦奋战,空间站科学实验装置研发团队圆满完成了载人航天工程空间站建造期的所有研制任务,研制出了一系列国内尚无、国际领先的装备和设施,包括空间站所有科学实验柜的结构主体、科学手套箱实验平台、在线维修装调实验柜灵巧机械手及高温材料实验柜批量样品自动化管理系统,并分别于2021年和2022年随核心舱、问天舱和梦天舱发射入轨并正常运行,为国家太空实验室顺利建成做出突出贡献。