中国航天日：逐梦蓝天，助力载人航天工程的南开大学师生身影

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今天是第九个“中国航天日”

一代又一代航天人自力更生、继续奋斗

开辟中国特色航天强国之路

在太空中“转弯”

能够长期居住在“太空之家”

与我国航天保障能力的提升密不可分。

载人航天工程是一项“既高端又脚踏实地”的伟大事业。在自身发展的同时，还能带动相关产业升级，促进经济社会发展。

据中国载人航天工程办公室发布的消息，中国载人航天工程已经发展了30多年。据初步统计，已有4000多项技术成果广泛应用于国民经济各行业，成果转移转化成效显着。

梦想蓝天的成就之中，有他们的贡献。

在追寻蓝天梦想的征程上，南开大学师生和科研人员同样活跃。他们以勇气和学问求知的精神，探究浩瀚的天空，助力载人航天工程和中国空间站建设。 ，并在航天技术变革中发挥着重要作用。

为“天宫”筑起安全屏障

“南开大学一直积极参与我国航天事业，并与相关单位开展前沿技术合作。”南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所副教授孙璐表示，他的课题组研发的“在轨航天器有害气体检测装置”成为天宫的关键装备运-1和天宫二号确保航天员的安全。

“这个项目是2009年启动的，当时天宫一号的研制考虑到了航天员的健康，提出了需要灵敏、准确的轻型气体环境监测设备。我们团队带头人刘伟伟教授创造性地提出了对航天器的需求。”提出了基于“新型微纳结构材料光谱探测技术在载人航天工程中应用的解决方案”的解决方案。

孙璐介绍，在轨运行过程中，空间实验室的太阳能电池翼、动力子系统中的所有设备以及飞行器的燃料都可能导致舱内有害气体增加，这将对宇航员造成致命危险。密闭空间。 。

刘伟伟带领团队争分夺秒，仅用两年时间就完成了研发应用任务，成功解决了在轨有害气体检测对多部件、高灵敏在线测量性能的严苛空间要求以及体积小、重量轻等要求。低功耗。环境适应性要求之间的矛盾，使得我国在光谱分析领域的技术水平达到国际领先水平。

团队成员讨论光谱问题

“针对高效、精准的大气污染监测，这是实施大气污染治理的重要前提和基础，我们团队从2018年开始承担国家重点研发计划项目，并于去年顺利结题。”南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所副研究员齐鹏飞介绍，该项目与北京科技大学合作，题为“基于灯丝激光雷达的空气污染多分量监测技术研究”空间机电工程研究所，基于现有对地观测技术无法监测气溶胶、金属等复杂大气污染物的化学成分和浓度，面临长时间探测等在轨应用面临的艰难挑战距离远、大气环境复杂、有效载荷环境适应性要求高。利用飞秒激光器远程激发、检测、识别各种污染物的成分和浓度，“目前我们已经实现了对21种常见大气污染物的检测，检测灵敏度可远距离检测100万个分子中的35种气溶胶污染物” 1公里，达到了我们的预定目标。”

研究小组进行光谱实验

同时，团队非常注重科技成果从“实验室”走向“生产线”。 “‘在轨航天器危险气体检测装置’项目交付后，我们努力将相关气体检测技术商业化。例如，光纤气体传感技术目前在华阳集团的煤矿中用于检测甲烷、对一氧化碳等有害气体进行实时监测，保障煤矿开采安全，将光学气体检测技术拓展到更多应用领域。另一方面，我们团队还积极开展其他航天项目，例如参与我的发展我国首颗致力于大气环境综合监测的卫星——“大气一号”，为多维跨尺度光学参数融合提供了计算模型，近期我们还与相关单位合作研发新型光纤丝激光雷达。环境遥感监测技术。”孙鲁说。

研究小组进行光谱实验

齐鹏飞表示，团队下一步将加强光纤灯丝激光雷达系统小型化、轻量化、低功耗方面的研究，持续赋能车载、机载、星载应用场景。 “此外，针对月尘、月岩、月壤等物质的成分，我们希望未来从激发和获取不同类型特征光谱的角度开发相关的有效载荷产品，以方便探测和采集。”分析月球表面元素和矿物质的组成和分布机制。 ”

此外，据了解，团队还通过创新创业项目引领优秀学生走出实验室，推动产学研深度融合，推动高质量发展。

学生在天开高教科创园进行创新实验

“我们组建了师生团队，共同创新创业，入驻天凯高教科创园。这里孵化的项目是‘飞秒光丝激光雷达——全球首家多点实时检测服务商’。” ——国家空气污染，团队成员克服困难后，可以实现多个成分的同时监测，这是传统监测技术无法实现的。”南开大学电子信息与光学工程学院.现代光学研究所博士生薛佳云表示，该项目目前已达到公开报道的光纤丝激光雷达最高灵敏度，可为大气污染监测、紧急事故溯源、空中安全、生化恐怖防范等提供技术支撑等，“我们凭借这个项目获得了中国国际‘互联网+’大学生创新创业大赛全国赛铜奖、天津赛金奖。”

“科学手套箱”助力“问天实验舱”

此外，南开大学人工智能学院赵欣教授研究团队的孙明珠、秦彦丁两位老师参与了“科学手套箱”中微操作臂和微操作末端工具的研发。 ”部署在中国空间站问天实验舱中。细胞操作软件的研究与开发。

问天实验舱的任务主要集中在生命科学和生物技术研究。规划和部署空间生命科学与生物技术、微重力流体物理、空间材料科学、空间新型应用实验等多个领域的研究课题。研究太空环境要素下的多种基本科学规律和机制，关注生命的生长发育和人类健康，探索人类长期太空生存面临的一系列科学问题，积极推动太空科学技术的发展。空间科学向应用的转移（如针对癌症、糖尿病的创新特效药），进一步提升我国空间科学的整体水平。

“科学手套箱”支持各种科学实验样品的隔离、密封和精确操作。 “南开大学正在参与细胞操作机器人系统的研究，以促进问天实验舱的生命科学研究。”孙明珠介绍说，“‘科学手套箱’配备了灵巧的机械臂，可以与微操作臂配合使用，进行显微细胞操作。其中，微操作臂的显微操作精度不超过5微米，可完成多种微米级细胞操作，协助航天员实现在轨精确操作等科学实验”，进一步确立了南开大学在该领域的领先地位。的微操作机器人。领先地位。

据了解，南开大学微操作机器人的研究可以追溯到1992年，南开大学机器人与信息自动化研究所所长卢桂章先生带领团队开创了微操作研究的先河。生物医学工程机器人系统，2002年获硕士学位。国家技术发明二等奖。南开大学参与细胞操控机器人系统研究，支持问天实验舱生命科学研究，是学校发挥高校优势、为国家航天事业贡献力量的重要体现。

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