近日，中国科学院力学研究所联合中国科学院微小卫星创新研究院在轻舟试验飞船上完成系列在轨技术实施与验证。包括“基于太空黏附的绳系转运与对接技术”，“水基可逆能源系统”，“极端抗逆植物齿肋赤藓的太空复苏试验”。

基于太空黏附的绳系转运与对接技术由中国科学院力学研究所团队依托在轨服务基础，围绕微重力环境下表面黏附及远距离转运展开全过程演示验证。试验结果表明，基于弹簧预储能弹射、界面黏附固着和绳系拖曳的技术方案，能够在微重力环境下较稳定地实现柔性捕获与对接，为后续远距离空间转运提供了关键技术验证。

本次试验同时也是与湖州市浔溪中学开展的拓展教育科普，该实验受“蜘蛛侠”吐丝、黏附与转移机制启发，围绕微重力环境下黏附材料可控释放、目标捕获及远距离转运等关键环节开展了验证，获取了较完整的黏附过程数据和控制参数，为空间操作技术研究提供了具有参考价值的试验数据与技术路径。针对传统飞矛捕获易产生碎片，以及柔性软体机器人环境适应性不足等问题，试验形成了较为系统的解决思路。监测数据表明，载荷通过解锁锁紧装置、实施弹射释放并结合内部3台相机记录，获得了黏附头弹射状态、目标面撞击黏附动态过程及转运状态的有效图像数据，验证了内部飞行模块接近并黏附目标面的基本功能。实验不仅考察了黏附材料在空间环境下的工作适应性，也完成了弹射、附着、释放和抵近等全流程预定试验目标。

柔性黏附式转运器采用航天适应性改造工业部组件，借鉴“蜘蛛”仿生黏附思路，验证了非合作目标低冲击、可重复、无次生碎片捕获的可行性，为空间碎片清理、太空救援和在轨物资转运提供了新的技术路径，同时有效缩减研发周期及经费。

图1: 黏附器载荷系统原理结构图（含黏附头，弹射机构、投送装置、光源和CCD），黏附器采用三面锁紧结构分段解锁与弹簧预储能方式相结合，在微重力环境下验证了黏附头弹射、目标面附着、内部储存结构释放、释放体抵近目标的全技术流程

图2：黏附头释放瞬间状态，随着黏附头的弹射内部绳索紧跟着一并释放

图3：黏附头粘接于目标面，此时弹射机构继续分段解锁释放内部的投送装置

图4：投送装置与黏附头完成对接，解锁后的投送装置启动内部收绳机构，沿已释放绳索抵近目标并最终与黏附头对接

“极端抗逆植物齿肋赤藓的太空复苏试验”由中国科学院微小卫星创新研究院联合新疆生态与地理研究所、力学研究所，联合完成极端抗逆植物齿肋赤藓的太空复苏试验，验证了该物种在空间微重力、辐射与干旱等极端环境下生命复苏与生存的可行性。该成果既可为未来地外基地低能耗生态改良、原位资源利用提供支撑，也为地外生物再生生命保障系统构建提供新思路，同时可为地球荒漠化治理、生态修复等提供抗逆生物资源参考。

图5：齿肋赤藓在轨培养舱内部结构实拍图，集成培养、供水、光学监测模块，支撑地外原位生态改良试验

图6：齿肋赤藓在轨复苏与生长观测图像，在轨验证其作为地外生态基石物种的工程应用价值

“水基可逆能源系统”采用新型气液分离装置,能够在微重力环境下稳定实现气液分离。试验重点围绕微重力条件下PEM电解与燃料电池耦合运行开展验证，采用质子交换膜与气液分离膜协同设计，针对电解产气、水汽夹带及反应物管理等问题形成了较为完整的解决路径。监测数据表明，载荷通过气体传感器、电流压等参数采集，获得了电解产氢、氢氧反应发电及系统切换运行过程的有效数据，验证了在轨水资源利用与电能双向转换的基本功能。实验不仅考察了质子交换膜相关组件在空间环境下的工作适应性，也完成了电解制氢制氧、氢氧燃料电池发电及二者耦合运行的既定试验目标。

作为地外原位水资源利用的重要技术方向，水电解/燃料电池耦合系统具备将水、氢氧气体与电能进行可逆转换的潜力，可为受限补给条件下的空间能源系统提供闭环支撑。此次在轨实验验证了该系统在微重力环境中的关键过程可行性和协同运行能力，为未来月球、火星基地初期原位水资源利用、能源储存与自主供给提供了工程参考。该成果有助于降低深空驻留任务对地面补给的依赖，提升任务能源保障的自主性、连续性和可持续性，并为构建地外可持续能源与生命保障耦合系统奠定了实验基础。