我国实现世界首次空间站舱外激光“微创”试验

据科技日报11月4日报道，华中科技大学机械科学与工程学院黄禹教授团队与上海空间电源研究所联合研制的“舱外激光维修装置”，近期在轨完成我国空间站舱外激光切割维护试验。这是国际上在数百公里外的太空极端环境下，首次通过遥操作开展的激光精密切割试验，标志着我国在轨运维与装备制造技术领域取得重大突破。

突破三大技术瓶颈

黄禹介绍，对于长时间运行的空间站而言，舱外装备定期维护与高精度修补是安全运行和设施常态化运行的生命线。然而，太空环境极其苛刻，面对极端高真空、强辐照以及剧烈温差变化，将高精度地面精密激光加工设备“搬”到舱外，并实施毫米甚至数十微米级精度切割维护，需要突破真空辐照环境适应性、毫米级高精度定位以及微米级激光精密切割三大技术瓶颈。

为此，华中科技大学攻关团队联合上海空间电源研究所，依托过硬技术和丰富工程经验，仅用1年时间完成了从方案设计、原理样机到飞行件一步正样的全流程研发。团队创新激光工艺方法，成功将工业级产品升级为符合航天苛刻标准的高可靠在轨装备。同时，团队研发出“8+2”轴多自由度精调机构、三自由度精准捕获机构与先进的多级视觉引导系统，实现了太空复杂姿态下舱外目标的智能高精度定位与微米级激光热效应精密切割。

从人工出舱到地面遥操作

此前的舱外维修主要依靠航天员出舱人工操作。2024年3月，神舟十七号乘组完成我国航天员首次在轨航天器舱外设施维修任务，修复了因空间碎片撞击导致供电能力受损的天和核心舱太阳翼；2026年8月，神舟二十三号乘组又完成我国航天员第二次太阳翼舱外维修。而本次试验则通过遥操作由地面远程完成激光精密切割维护，改变了以往依赖航天员出舱作业的模式。

空间碎片会对空间站舱外设备造成严重威胁：其运动速度普遍达每秒7至10公里，毫米级碎片即可划伤航天器太阳翼，导致透光率下降或供电效率受损，厘米级碎片则可穿透航天器外壳，击穿燃料箱、管线等关键部件，这也是舱外装备需要定期维护与高精度修补的原因之一。