走向世界的“河北造” | 玻璃“飞”上天：为中国航天器披上“护身铠甲”

河北经济日报记者 徐曼 苏浩军

什么样的玻璃能“飞”上天？近日，记者在秦皇岛星箭特种玻璃有限公司（以下简称“星箭公司”），见到了这种厚度大约只有头发丝直径十分之一、却能在太空中为航天器提供特殊保护的玻璃。更让人惊讶的是，这种玻璃抗弯强度还很高，即使对折起来也不会断裂。

即将从中国空间站返航的神舟十八号载人飞船，就“穿”了9000多片这种薄如蝉翼却坚韧无比的“护身铠甲”。“从神舟五号到神舟十八号，每一次‘神舟’飞天，‘穿’的都是我们制造的特殊‘外衣’。”星箭公司董事长卢勇自豪地说。

从“神舟”系列载人飞船到“嫦娥探月工程”系列卫星，从“天宫”系列太空实验室到“天问一号”火星探测器，星箭公司已成功配套多项中国航天重大工程项目，1500多万片特种玻璃创造了无一瑕疵、无一质量差错的纪录。闪耀太空的“河北智造”，为航天器披上了中国人自己的“护身铠甲”。

星箭公司产品展厅里摆放的“嫦娥三号”巡视器模型。“嫦娥三号”巡视器的能源、温控、照明系统上应用了该公司研发生产的三种抗辐照玻璃产品。 河北经济日报记者 徐曼 摄

“玻璃要想上天，难度堪比登天”

在太空环境下，航天玻璃覆盖在航天器电池阵及重要仪器设备的外表面，要求既能有效屏蔽高能粒子、有害射线的辐射，还要透光率高，而且尽可能轻薄。生产这种玻璃，相当于为航天器打造一套水晶版的特殊“外衣”。因此，航天玻璃业内流传着一句顺口溜，“玻璃要想上天，难度堪比登天。”

“抗辐照是要解决的核心问题，但这又和减重互相矛盾。减重就要减少单位面积厚度，而这会造成抗辐照能力不足，产品也易碎。同时，还要保证零上200℃、零下180℃瞬间温度交变条件下不受影响……”提起一路攻克的道道难关，卢勇感慨不已。

特种玻璃从研发到生产要经历配方调制、熔化、退火、切割、研磨等30多道工序，而生产航天所需的玻璃盖片标准更高。为了解决抗辐照问题，并平衡各项“互相打架”的技术要求，无论哪道工序都需要经历无数次失败的考验。

研发团队先从配方开始，用小实验炉打样测试，找到最佳配方，然后再出产样品。由于资金不足，无法购买相关检测设备，模拟不了太空中的超低温、强辐射环境，他们只能将样品送到客户那里检测，再根据得到的数据对产品进行改进完善。

就这样，一次次失败，一次次实验，一次次突破……经过反复摸索，星箭公司终于研发出国内领先的抗辐照玻璃制造工艺。2003年，该产品成功配套了我国第一艘载人飞船“神舟五号”，此后广泛应用于中国航天系列重大工程。

星箭公司的古典式超薄玻璃加工车间。星箭公司供图

“发丝上绣花，针尖上雕刻”

随着我国航天事业的发展，航天器对这种“护身铠甲”的要求越来越高。星箭公司铆着一股劲，下决心攻坚克难，哪怕一片玻璃减重0.03克，中国空间站总计40万片这样的玻璃，就累计减重达12公斤。

减重必须将玻璃再削薄。他们先是通过改进工艺，将玻璃盖片的厚度从0.1毫米降到0.03毫米。但还是不满足，2022年10月，星箭公司开始研发0.01毫米超薄耐高温光学玻璃。

0.01毫米大概是头发丝直径的十分之一，这相当于在头发丝上绣花，难度可想而知。公司总经理卢奕霖带领团队不断优化配方，调整离子置换温度，提高玻璃耐高温性能。再通过改进精磨精抛工艺，终于把耐高温光学玻璃的厚度降到了0.01毫米，产品可耐受800℃高温，刷新了行业纪录。

2023年初，星箭公司又研发出0.009毫米超薄耐高温光学玻璃。它薄如蝉翼，却坚如铠甲，耐得住瞬间1200℃高温，成为国内光学玻璃领域又一重大突破。

从突破0.1毫米到突破0.01毫米，再到突破0.009毫米，星箭公司科研团队不断刷新着特种光学玻璃超薄纪录，他们的十余种产品打破国外垄断，成为国际航天玻璃领域响当当的排头兵。

星箭公司的自动化光学加工车间。星箭公司供图

“国有所需，我必为之”

走进星箭公司的熔制车间，就像来到了一个魔术现场：调和好的硅原料放进熔窑，经过30个小时的熔制，就变成一块块晶莹的玻璃。“可能很多人想不到，我们公司自2000年成立以来，没有引进过国外设备，没有购买过国外技术。从窑炉建造到玻璃配方，都是自己一点点摸索出来的。”卢奕霖颇为骄傲地说，公司研发生产团队245人，核心科研人员25人，大部分也并非科班出身，都是边干边学。为全面提高技术水平，公司每年将销售收入的7%-10%投入到研发中。

依靠自主创新，星箭公司从一个家庭小作坊式企业，逐步成长为中国航天科技集团空间用抗辐照玻璃盖片唯一合格供应商、工信部专精特新“小巨人”企业。目前公司拥有12项发明专利、2项实用新型专利。

“只有把核心技术牢牢掌握在自己手里，才能真正掌握竞争和发展主动权。”卢勇至今仍对打破二次表面镜玻璃基片国外垄断的事记忆深刻。以前这种玻璃需要以每片300多元的价格从国外进口，不但价格昂贵，质量还难以保证。星箭公司科研团队从配方到制造工艺进行反复实验，最终研发成功，解决了国外“卡脖子”问题。2010年这项重要科技创新成果在北京发布，从此这种玻璃基片实现了国产量产。“当时，与会的航天专家紧紧握着我的手说，终于不需要进口了，咱们国家有底气了。”卢勇说，星箭公司的产品价格每片30多元，仅为国外同类产品的十分之一，至今已累计为国家节约资金5亿元。

2018年11月1日，习近平总书记主持召开民营企业座谈会，卢勇是发言者之一。回忆起当时的情景，卢勇依然激动不已，“我们要永远保持创业的激情，坚持创新不停步，助力中国的航天器飞得更高、更远。国有所需，我必为之。不讲条件，不计代价。”