无人航天器，润滑来助力

什么是“冷焊”？

在地面环境中轻易不会黏合在一起的金属块，在高真空的太空中会像涂了黏合剂一样粘在一起、甚至像焊在一起那样无法分开，这就是“冷焊”现象。“天宫一号”升空之后，太阳能帆板展开机构有可能因为润滑问题发生冷焊。此外，飞船与空间站对接时也可能发生冷焊现象。为避免金属黏在一起，就要在地面模拟太空环境，提早发现并找到解决方法。哈工大研制的空间对接机构热真空试验台，利用等效质量模拟原理，实现了热真空环境下飞船对接的全过程模拟，这是中国首次在真空罐内实现大型对接模拟试验。不载人的“神八”与“天宫”对接前，曾在这个试验台做了4次大型综合测试，成功排除了冷焊现象、大温差卡死等问题，实现并验证了高可靠性的真空润滑和大型复杂装配。

高温呼唤固体润滑

太空中除了冷，还有热。空间飞行器所遇到的高低温给润滑提出了又一个难题。航天器操纵翼外部控制系统的轴承在重返大气层时因摩擦被加热到1000℃以上。还有些轴承的转速可达20000-50000转/分，轴承工作温度超过500℃。在这样的高温下只能用固体润滑材料克服摩擦。

阿波罗17号”飞船拍摄的地球，光学仪器上使用的航天润滑材料功不可没.图片源于：NASA.

固体润滑材料在航天器上的应用很广，除了太阳能电池帆板机构，还有光学仪器的驱动机构。例如“阿波罗17号”飞船上的紫外分光计，其驱动马达、光栅的轴承与凸轮上都使用了干膜润滑技术。“泰罗斯1号”卫星的照相机快门机构采用石墨填充尼龙材料和阳极氧化铝的滑动组件。

无人航天器，润滑助延寿

哈勃太空望远镜、麦哲伦金星探测器、伽利略木星探测器、火星全球勘测者……这些太空探测器都曾因润滑问题而发生故障。

旅行者号探测器.图片源于：NASA.

行星际探测“神器”旅行者2号就曾遭遇润滑故障。那是它飞近土星后不久，卫星上的方位驱动器卡住了，扫描平台无法对准土星观测。分析表明，在接近土星时，扫描平台转得太快（每秒一度），以至于润滑剂偏离了作用点，轴发生刮擦，导致卡住。幸好从土星到天王星还要飞三年，在这段时间里，技术人员发出遥控指令让平台慢慢旋转，终于修复了故障。

火星全球勘测者.图片源于：NASA.

类似的故障还发生在火星全球勘测者身上。1999年，由于润滑问题，该探测器的天线方位角接头卡住。无法做到仪器指向火星的同时，把天线指向地球。最后只能将获取数据与传输数据分开进行。

伽利略木星探测器被航天飞机释放.图片源于：NASA.

不仅是天线这样的大设备会因润滑故障而影响航天任务，就连磁带记录机这样的小设备也会因为润滑不畅影响任务的完成。伽利略木星探测器的磁带记录机本该记录伽利略号上各种仪器所探测到的结果，并在适当的时候发回地球。但在抵达木星前两个月时，磁带记录机中的润滑剂泄露，导致磁带粘连，以至于不得不取消在进入绕木星轨道前对木卫一进行观测的计划。

至于麦哲伦金星探测器，当它进入太空五个月后，人们发现它的一台陀螺仪出现了电流异常。经检查，这是轴承润滑剂被污染导致的。哈勃太空望远镜的陀螺仪也曾因润滑油氧化而腐蚀了电线，发生了故障。

嫦娥一号飞抵月球.图片源于：中国航天科技网.

中国的无人航天器也在不断创造着属于自己的寿命记录。古有“嫦娥奔月”，今有“嫦娥探月”。现在，中国的“嫦娥二号”探月卫星已在拉格朗日点驻留，大大超出设计寿命。它不但刷新了中国航天测控距离的纪录，也成为了世界首个从月球直接前往日地拉格朗日点的航天器。今年3月它已经突破2000万公里深空，并将继续往更远的深空飞行。“嫦娥三号”将于今年在月球着陆，直面月夜极寒的考验。看来中国自主开发的航天润滑油完全能够保证这些长寿命无人航天器各部件的有效润滑。毕竟，早在1970年中国发射的第一颗人造卫星“东方红一号”开始，长城润滑油就一直为中国航天器保驾护航，积累了丰富的航天润滑经验。

中国第一星：东方红一号卫星.图片源于：中国航天科技网.

嫦娥二号传回了清晰的月球画面，使国人“终识月亮真面目”。这些画面由嫦娥二号携带的五个镜头摄制，其成功离不开光学镜头内完美的润滑保障。长城光学镜头专用油除了为镜头提供润滑、密封等保护外，还以其超强的惰性实现了一次安装、终身免换，这也使得嫦娥二号携带的五个镜头顺利完成了对月球画面的拍摄和传递。

航天润滑反哺地面

因为航天润滑油技术含量高、质量要求严、制造工艺复杂，用5吨基本有机化工原料才能合成提炼出5千克左右的航天润滑油。这样金贵的油使用领域却并不狭窄。根据使用条件对航天润滑油指标作适当调整，就能满足民用所需。例如在天宫一号陀螺马达和动量轮上使用的长城空间精密轴承润滑油已经出现在许多船舶的陀螺仪上。远望号测量船、雪龙号科考船等都使用这种润滑油。将航天润滑技术和产品进行转换，可衍生出汽车制动液、纺织机械高温链条油、水泥行业的传动齿轮和各种减速机油等。超长寿命、极佳的稳定性、突出的环保性能、对极端恶劣环境的适应性是这类润滑油的共同特征。一次加油，终身免维护的梦想正从太空落实到地面。