近期,航天领域频传佳讯。神舟十九号载人飞船即将启程,翱翔于浩瀚的太空;同时,载人登月项目也取得了新的进展,令人振奋。
不久前,国家首颗可重复使用返回式技术试验卫星——实践十九号卫星在太空低轨道开展多个空间试验后成功回收返回地球。该卫星搭载的其中一个载荷就是由香港理工大学研制的太空催化剂材料试验装置,这也是香港首个从太空返回的可重复使用试验载荷。
10月24日,国家航天局在北京举办实践十九号卫星载荷交付仪式,标志着卫星工程返回任务圆满完成。实践十九号卫星此次完成太空试验并交付的其中一项载荷是理大研发的催化剂材料试验装置。
▲理大协理副校长(研究及创新)王钻开教授(左一)出席实践十九号卫星交付仪式。
该项目由理大深空探测研究中心成员、应用物理学系纳米材料讲座教授兼系主任刘树平教授牵头,联同深空探测研究中心主任容启亮教授团队及工业及系统工程学系开发,由理大工业中心负责设计及生产,整个研发及制作过程在理大校园完成。
▲刘树平教授(左)与容启亮教授(右)团队合作,研制太空催化剂材料试验装置。
项目旨在研究高性能催化剂在微重力、真空及辐射等极端太空环境下对材料的影响,为新型催化剂材料在未来深空探测中电催化制备特定化学品、燃料及氧气等技术应用领域奠定基础。
装置的设计考虑到材料辐射平均暴露率及高穿透度,以提升试验的整体效率。装置亦可在无需更换核心零部件的情况下就能被快速地重复使用,其可重用性将有效降低后续试验任务的整体成本。
▲太空催化剂材料试验装置由理大工业中心负责设计及生产,整个研发及制作过程在理大校园完成。
理大副校长(研究及创新)赵汝恒教授赞扬团队,他表示﹕「理大一直积极为国家航天事业贡献,这次很高兴能随实践十九号卫星将理大自行开发及生产的太空催化剂材料试验装置搭载到太空,展示理大在深空探测、材料科学及工程等交叉学科的科研实力。我们期待激发更多科研创新,为国家建设航天强国、科技强国贡献力量。」
催化剂材料试验装置的设计源自刘树平教授之前研发的电催化二氧化碳还原APMA系统,系统可以将二氧化碳转化成化学品原料乙烯,革新有价值化学品的生产模式,从而降低碳排放。
该项研发已与能源化工企业开展合作,并于第48届瑞士日内瓦「国际发明展」获得金奖。
▲催化剂材料试验装置的设计源自刘树平教授之前研发的电催化二氧化碳还原 APMA系统。该项研发于第48届瑞士日内瓦「国际发明展」获得金奖。
第48届瑞士日内瓦「国际发明展」上,理大有28个发明项目获奖,包括理大深空探测研究中心主任容启亮教授研发的用于「天问一号」火星探测任务的火星相机。
刘教授回忆,当时在日内瓦发明展颁奖礼上就萌生了这个跨学科合作想法,研发太空催化剂材料试验装置。他表示,「容教授的团队提出,我的新型催化剂可以应用到深空探测上。我们回到理大就立刻开展探讨合作,装置上天前也在校园做了多次测试。」
▲容启亮教授(右二)团队研发的用于「天问一号」火星探测任务的火星相机荣获第四十八届日内瓦国际发明展罗马尼亚特别大奖及评审团嘉许金奖。
催化剂材料试验装置完成太空低轨道实验并回收后,理大团队即将在理大实验室对装置进行分析,研究高性能催化剂在微重力、真空及辐射等极端太空环境下对材料的影响。
刘教授表示:「团队期望探究催化剂在太空环境下对不同材料带来的影响,为未来深空探测任务带来新启发。」
▲催化剂材料试验装置回收后,刘树平教授(左一)和团队即将在理大实验室对装置进行分析。
理大深空探测研究中心已广泛展开深空探测相关的多项基础研究,包括材料科学、微生物学、月球基地建造技术、遥测技术、月壤研究以及太空资源利用等。此外,研究中心亦参与小卫星和立方星的开发项目,展现理大在航天科研领域的全面布局。
▲深空探测研究中心太空资源实验室设置月壤存储及样本分析设备,以妥善储存及深入分析月壤。
从「嫦娥奔月」到「天问探火」,理大的科研团队一直活跃于国家航天事业发展的第一线,与内地专家携手研发多项太空仪器,为国家的月球探测及火星探测等任务提供了重要支持。
▲即日起至11月3日,理大为嫦娥六号研制的「表取采样执行装置」在香港特区政府创新科技署主办的「创新科技嘉年华2024」展出。
未来,理大会继续持续聚焦深空探测的深入研究,积极参与国家的重大航天任务,以应对火星采样返回、载人登月、国际月球科研站等任务所带来的挑战。
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