新飞船试验船首飞任务成功 华东理工大学两项科研成果来助力

仙仙

2020年5月8日13时49分，我国新一代载人飞船试验船返回舱在东风着陆场预定区域成功着陆，试验取得圆满成功。华东理工大学的微生物采油和HAN分解催化剂两项科研成果助力新飞船实验船首飞任务成功。


华东理工大学的微生物采油菌种引人注目


据了解，这次试验船安排了航天育种、空间生物等相关实验类项目75个，涵盖农作物、林草花卉、中草药种子和生物菌种实验装置，还有对基础研究具有重要科学价值的模式植物和模式动物实验样本，搭载样本总数达988件（份）。其中引人注目的，则是华东理工大学的微生物采油菌种。




微生物采油是利用微生物自身有益活动或代谢生物表面活性剂等产物，来提高原油采收率、延长油田开发寿命的新技术，目前为国际上油田开发领域研究热点。掌握微生物采油这一核心技术的，正是华东理工大学生物采油教育部工程研究中心。


2013年，依托华东理工大学与大庆华理生物技术有限公司共建的生物采油教育部工程研究中心获批立项建设，并在2019年度教育部工程研究中心评估中获评优秀。




据中心主任牟伯中教授介绍，生物采油教育部工程研究中心自立项建设以来，以满足国家重大需求为导向，立足我国老油田，进一步延长油田开发寿命，有效提高采收率，聚焦微生物采油调控技术、枯竭油藏生物改造技术和生物表面活性剂开发与应用，在国家863计划和国家重点研发计划等国家重点项目及上海市国际科技合作科研计划支持下，建设了国内首个万吨级生物表面活性剂和微生物采油菌剂工程化平台，开展了多项工业先导试验和工业化应用，在生物表面活性剂工业化生产技术和生物化学复合驱油技术方面取得突破，成功实现了从实验室研究到工业化应用，在工程化平台建设、工程化人才培养、国际合作及产学研合作方面进行了新的探索，有力地促进了交叉学科建设与发展和产学研合作与成果落地。


目前，我国大量的石油资源尚未得到有效开发，大约三分之二的资源仍然静静躺在地下，而微生物采油恰恰能够低耗高效且环保地撬动地下石油资源的采收，实现油藏的保护性开采、可持续开发。




然而，菌种是微生物采油“卡脖子”要素之一，已经制约了微生物采油技术的应用效果，影响了工业化应用推广。目前，微生物菌种多数来源于地表自然环境或地下油藏环境，性能相近，特异性不强。采用紫外诱变、化学诱变等技术进行育种试验已经见到了积极的诱变反应，但效果不够理想。若能利用太空极端环境对原始野生菌株进行诱变，则有望获得特异性强、性能更加突出、具有工业应用价值的突变菌株，提升和强化微生物采油应用效果；同时，也将在具有工业应用价值的微生物菌种诱变育种方面积累宝贵的经验，为相关研究提供借鉴。


此次搭载新飞船的微生物采油菌种，正是华东理工大学生物采油教育部工程研究中心和大庆华理生物技术有限公司优选的、已经开展工业化应用或具有重大应用价值和前景的4株采油微生物菌株。


“我们期待探索微生物采油菌种太空育种之路，开辟微生物采油菌种选育新途径。”牟伯中说。


华东理工大学的HAN分解催化剂来助力


此次试验船返回舱配备大推力单元无毒发动机作为姿控动力，精准地控制了飞船高速返回的再入姿态，成功完成了空间首秀。




此次我国新一代载人飞船试验船姿控动力系统上配备的是国际上推力最大的HAN无毒单元发动机，这对催化剂的活性及高温稳定性提出了更为严苛的要求。作为大推力单元无毒发动机的关键功能材料，华东理工大学黄永民教授研制的HAN分解催化剂在此次空间飞行任务中表现完美，为新一代载人飞船试验船的安全返回、精准着陆提供了可靠保障。日前，中国航天科技六院801所向华东理工大学发来感谢信，致谢黄永民教授为型号研制所作的杰出贡献。


十年磨一剑，自2008年以来，黄永民教授一直致力于发展HAN基无毒液体推进技术，以取代现役航天器姿控动力系统有毒的肼类推进技术，相继解决了HAN基推进剂催化反应机理、高活性催化剂结构与制备工艺优化、催化剂高温稳定性等关键技术。


2018年1月，世界首个HAN基无毒发动机随微纳-1A卫星成功实现飞行，发动机在轨运行正常，圆满完成飞行任务。它的首飞成功，标志着我国先于美日等国，成为世界上第一个掌握并在轨验证HAN推进技术的国家，在我国航天事业的发展史上留下了浓重的一笔。而在微纳-1A卫星的推进系统中，黄永民教授研制的HAN分解催化剂首次成功亮相。


此次新一代载人飞船试验船首飞任务的圆满成功，标志着我国在无毒液体推进剂的催化分解核心技术上取得了突破性进展，必将大大推动后续型号任务的研究与展开。而黄永民教授也将带领研究团队密切服务航天总体单位的需求，为建设世界航天强国持续作出更大的贡献。