北京時(shí)間2022年10月31日15時(shí)37分，搭載空間站夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的長(zhǎng)征五號(hào)B遙四運(yùn)載火箭，在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)火發(fā)射，約8分鐘后，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙與火箭成功分離并準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。
在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙中，沈陽(yáng)分院系統(tǒng)多項(xiàng)成果獲成功應(yīng)用。其中，金屬研究所研制的新型鋁基復(fù)合材料成功應(yīng)用在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙太陽(yáng)翼柔性展開(kāi)機(jī)構(gòu)關(guān)鍵部件、多個(gè)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜轉(zhuǎn)接件、電源散熱載體、空間冷原子鐘組光學(xué)基板等，共4種成分5種功能部件；沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所研發(fā)的在線維修裝調(diào)操作柜靈巧機(jī)械手、高溫材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜批量樣品自動(dòng)化管理系統(tǒng)，以及夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)8臺(tái)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜的主結(jié)構(gòu)獲成功應(yīng)用。
除夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙柔性太陽(yáng)翼展開(kāi)機(jī)構(gòu)關(guān)鍵部件、實(shí)驗(yàn)機(jī)柜轉(zhuǎn)接件采用了金屬研究所團(tuán)隊(duì)研制的高強(qiáng)、高韌、高耐磨鋁基復(fù)合材料，電源散熱載體等采用了高導(dǎo)熱、低膨脹鋁基復(fù)合材料外，此次隨艙搭載的空間冷原子鐘組的多個(gè)光學(xué)平臺(tái)、基板采用了該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的兩種高尺寸穩(wěn)定性的鋁基復(fù)合材料。夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙在天宮二號(hào)空間冷原子鐘的基礎(chǔ)上，載有世界上第一套由冷原子銣微波鐘、冷原子鍶光鐘和一臺(tái)主動(dòng)型氫原子鐘組成的空間冷原子鐘組，構(gòu)成在太空中頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度最高的時(shí)間頻率系統(tǒng)，將開(kāi)展引力紅移、精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)測(cè)量等前沿的科學(xué)研究。此次該團(tuán)隊(duì)為空間冷原子鐘組提供光路基板，為確保時(shí)頻系統(tǒng)的精確測(cè)量奠定了基礎(chǔ)。
沈陽(yáng)自動(dòng)化所科研團(tuán)隊(duì)攻克了機(jī)械手柔性控制、高精度精細(xì)操作和遙科學(xué)任務(wù)等一系列核心關(guān)鍵技術(shù)，研制了靈巧機(jī)械手系統(tǒng)。作為在線維修裝調(diào)操作柜的關(guān)鍵子系統(tǒng)之一，靈巧機(jī)械手系統(tǒng)具有精細(xì)操作和視覺(jué)觀察能力，可以對(duì)在軌發(fā)生故障的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K或裝置進(jìn)行診斷、精細(xì)維修和清潔等，從而有效延伸科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的在軌使用壽命。靈巧機(jī)械手系統(tǒng)具有三種工作模式：在軌柔性示教模式——航天員手動(dòng)牽引機(jī)械手高效完成操作任務(wù)的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃。在軌自主控制模式——由機(jī)械手系統(tǒng)控制軟件自主產(chǎn)生任務(wù)運(yùn)動(dòng)軌跡并完成相應(yīng)的操作。天地遙科學(xué)模式——由地面科學(xué)家通過(guò)鏡像仿真后，上載試驗(yàn)任務(wù)給機(jī)械手讓其在軌執(zhí)行。
在線柜與靈巧機(jī)械手系統(tǒng)
高溫材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜批量樣品自動(dòng)化管理系統(tǒng)是高溫材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜的四個(gè)科學(xué)模塊之一，安裝于實(shí)驗(yàn)柜左上部真空腔內(nèi)，可單批次儲(chǔ)存16個(gè)實(shí)驗(yàn)樣品，并自動(dòng)操作目標(biāo)樣品進(jìn)出溫度達(dá)1600 的爐膛開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)。具體功能包括，批量樣品的固定和儲(chǔ)存容納、水平轉(zhuǎn)位穩(wěn)定控制和自主取放、上下精準(zhǔn)提拉移動(dòng)和限位自鎖、電氣按需通斷和數(shù)據(jù)傳輸，并支持航天員進(jìn)行樣品安放與回收。
沈陽(yáng)自動(dòng)化所科研團(tuán)隊(duì)攻克了狹小空間內(nèi)多級(jí)傳輸單元?jiǎng)側(cè)狁詈下?lián)動(dòng)、大容差取放和局部精準(zhǔn)自適應(yīng)定位、壓觸式電連接和數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)了轉(zhuǎn)位單元、上下移動(dòng)單元、手爪單元及換樣機(jī)構(gòu)，配置了“十六合一”輕巧鎖緊機(jī)構(gòu)和監(jiān)視相機(jī)，可實(shí)現(xiàn)空間材料批量樣品實(shí)驗(yàn)流程的自動(dòng)化高效處理。
高溫材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜批量樣品自動(dòng)化管理系統(tǒng)
在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙中，沈陽(yáng)自動(dòng)化所還承研了8臺(tái)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜主結(jié)構(gòu)。科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜主結(jié)構(gòu)是多個(gè)在軌科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主體，用來(lái)裝載科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)設(shè)備和設(shè)施，提供機(jī)、電、熱、通信等工作接口，其最大特點(diǎn)是具備優(yōu)異的動(dòng)態(tài)承載及減振能力，避免科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施在發(fā)射過(guò)程中因強(qiáng)烈振動(dòng)和沖擊造成損壞，影響后續(xù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的正常開(kāi)展。
此外，金屬所鈦合金氫泵渦輪、高溫合金管材和鍛件、鎂合金表面處理技術(shù)、鎧裝熱控器件等材料技術(shù)也應(yīng)用于此次夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙任務(wù)中。
