中國完成了一項不可能的實驗　或將徹底改變航空航天技術

「這項實驗進行了很長時間，設備和樣品已經更換了三次，但這一切都是值得的，因為終於開花結果。」

【本文轉載自《觀察者網》作者：熊超然】

據香港《南華早報》1月7日報道，三年多以來，中國航天員一直在「天宮」空間站開展一項看似普通、但實際上卻是「不可能完成」的實驗——用激光照射懸浮在真空室中的合金顆粒，仔細觀察這些顆粒，而後記錄顆粒在冷卻過程中發生的細微變化。利用在太空得出的實驗數據，地球上的中國科學家現已首次成功製造出符合工業應用嚴格要求的鈮合金，這一突破可能將徹底改變航空航天技術。

專家指出，如果能夠借此研究成果大規模生產鈮合金，那麽中國將在軍事和高端製造業領域占據巨大優勢。想當年，美國搬出臭名昭著的「沃爾夫條款」禁止中美兩國航天合作，將中國排除在國際空間站之外；而如今，中國堅持獨立自主，在空間站領域「殺出一條血路」。

這位專家目睹此情此景感嘆——這證明了一個國家擁有自己的空間站是多麽的重要。

據報道，由鈮合金制成的渦扇發動機葉片能夠承受超過1700℃的高溫，這種材料比目前常用的鎳或鈦合金更輕，且在高溫下的抗壓強度是它們的三倍。因此，用這種材料制成的發動機能夠達到現有技術無法實現的速度和運行效率。

然而，鈮合金存在兩大主要缺陷，阻礙了其大規模生產：其高強度晶體的生長非常緩慢，需要近1600攝氏度下長達100小時才能完成，而且由此得到的樣品在室溫下極脆，無法滿足發動機制造工廠的要求。

不過，這些難題現在都已經被中國科學院院士、西北工業大學物理科學與技術學院教授魏炳波領導的團隊解決。該團隊採用了一種新的快速冷卻方法，實現了高質量鈮矽晶體近9厘米/秒的生產速度。此外，通過添加微量的鉿，使合金的室溫強度提高了三倍多，滿足了發動機裝配線的要求。

「提高斷裂韌性對於鈮矽基合金的工業應用至關重要。」就在上個月的27日，魏炳波及其同事在發表於中國物理學會主辦的《物理學報》上的一篇同行評審論文中寫道。

鈮是一種稀有金屬，中國目前是鈮的最大消費國，主要用於制造高性能鋼材。中國自身的鈮儲量僅占世界總量的不到1%，而同為金磚國家的巴西生產了世界上近90%的鈮，這個南美國家也是中國主要的礦石供應國之一。

《南華早報》指出，此前，西北工業大學因其在高超音速飛行器等尖端技術方面的研發實力雄厚，竟遭受到美國的嚴厲制裁，甚至還遭到美國國家安全局（NSA）的網絡攻擊。不過，中方也加大了對這所大學的支持力度。自2021年以來，魏炳波團隊獲許在中國的空間站進行實驗科研。

正是得益於微重力環境，中國科學家觀察到了一些前所未有的現象，包括合金快速凝固過程中產生的獨特縮孔結構，以及與以往地面實驗相比完全不同的晶體生長模式。這些基礎科學發現，幫助魏炳波團隊更深入地理解了鈮合金的物理本質，從而推動了更實用、更高效制備方法的開發。

「這是上天賜予的禮物。」一位來自北京、未參與這項研究的材料科學家認為：「很難想象一個團隊能夠獲得如此多的資源，並堅持這麽長時間在太空中進行如此具有挑戰性的實驗。如果未來能夠大規模生產鈮合金，那麽這將使中國在軍事和高端製造業領域占據巨大優勢。」

他還發出這樣的感嘆：「這證明了一個國家擁有自己的空間站是多麽的重要。」

《南華早報》介紹稱，國際空間站比中國的「天宮」更大，禁止開展與軍事有關的研究，並要求成員國分享研究成果。多年以前，中國也曾申請加入國際空間站。

然而，美俄日等16個國家在1998年聯合建設國際空間站項目時，就曾對中國祭出「太空封殺令」，以政治、資金、技術等方面緣由，將中國排除在國際空間站項目之外。2011年，美國又通過了旨在禁止中美兩國航天合作的「沃爾夫條款」（由當時的美國眾議員弗蘭克·魯道夫·沃爾夫提出，Frank Rudolph Wolf），以所謂「存在間諜風險」為理由，封死了中國參與國際空間站合作的道路。

面對美國的「太空封殺令」，中國堅持獨立自主，在空間站領域「殺出一條血路」。眾所周知，多年以後，被稱為「天宮」的中國空間站，是我國建成的國家級太空實驗室，這一完全自建的空間站，給我國帶來了許多好處和便利。

如今，中國空間站正在太空遨遊。國際空間站已垂垂老矣，面臨老化、漏氣等各種安全隱患。

美國福克斯新聞網2024年12月31日稱，面對中國的競爭，美國推進空間站商業化，準備讓國際空間站脫離軌道，並讓美國企業開發的空間站取而代之。但人們擔心這一想法會步美國航天飛機計劃的後塵，不斷出現延誤，屆時中國或將成為全球唯一擁有空間站的國家。