新飛船試驗船首飛任務(wù)成功 華東理工大學(xué)兩項科研成果來助力

   2020年5月8日13時49分，我國新一代載人飛船試驗船返回艙在東風(fēng)著陸場預(yù)定區(qū)域成功著陸，試驗取得圓滿成功。華東理工大學(xué)的微生物采油和HAN分解催化劑兩項科研成果助力新飛船實驗船首飛任務(wù)成功。

   華理的微生物采油菌種引人注目

   據(jù)了解，這次試驗船安排了航天育種、空間生物等相關(guān)實驗類項目75個，涵蓋農(nóng)作物、林草花卉、中草藥種子和生物菌種實驗裝置，還有對基礎(chǔ)研究具有重要科學(xué)價值的模式植物和模式動物實驗樣本，搭載樣本總數(shù)達(dá)988件（份）。其中引人注目的，則是華東理工大學(xué)的微生物采油菌種。

   微生物采油是利用微生物自身有益活動或代謝生物表面活性劑等產(chǎn)物，來提高原油采收率、延長油田開發(fā)壽命的新技術(shù)，目前為國際上油田開發(fā)領(lǐng)域研究熱點。掌握微生物采油這一核心技術(shù)的，正是華東理工大學(xué)生物采油教育部工程研究中心。

   2013年，依托華東理工大學(xué)與大慶華理生物技術(shù)有限公司共建的生物采油教育部工程研究中心獲批立項建設(shè)，并在2019年度教育部工程研究中心評估中獲評優(yōu)秀。

   據(jù)中心主任牟伯中教授介紹，生物采油教育部工程研究中心自立項建設(shè)以來，以滿足國家重大需求為導(dǎo)向，立足我國老油田，進(jìn)一步延長油田開發(fā)壽命，有效提高采收率，聚焦微生物采油調(diào)控技術(shù)、枯竭油藏生物改造技術(shù)和生物基表面活性劑開發(fā)與應(yīng)用，在國家863計劃和國家重點研發(fā)計劃等國家重點項目及上海市國際合作研究計劃支持下，建設(shè)了國內(nèi)首個萬噸級生物表面活性劑和微生物采油菌劑工程化平臺，開展了多項工業(yè)先導(dǎo)試驗和工業(yè)化應(yīng)用，在生物表面活性劑工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)和生物化學(xué)復(fù)合驅(qū)油技術(shù)方面取得突破，成功實現(xiàn)了從實驗室研究到工業(yè)化應(yīng)用，在工程化平臺建設(shè)、工程化人才培養(yǎng)、國際合作及產(chǎn)學(xué)研合作方面進(jìn)行了新的探索，有力地促進(jìn)了交叉學(xué)科建設(shè)與發(fā)展和產(chǎn)學(xué)研合作與成果落地。

   目前，我國大量的石油資源尚未得到有效開發(fā)，大約三分之二的資源仍然靜靜躺在地下，而微生物采油恰恰能夠低耗高效且環(huán)保地撬動地下石油資源的采收，實現(xiàn)油藏的保護(hù)性開采、可持續(xù)開發(fā)。

   然而，菌種是微生物采油“卡脖子”要素之一，已經(jīng)制約了微生物采油技術(shù)的應(yīng)用效果，影響了工業(yè)化應(yīng)用推廣。目前，微生物菌種多數(shù)來源于地表自然環(huán)境或地下油藏環(huán)境，性能相近，特異性不強(qiáng)。采用紫外誘變、化學(xué)誘變等技術(shù)進(jìn)行育種試驗已經(jīng)見到了積極的誘變反應(yīng)，但效果不夠理想。若能利用太空極端環(huán)境對原始野生菌株進(jìn)行誘變，則有望獲得特異性強(qiáng)、性能更加突出、具有工業(yè)應(yīng)用價值的突變菌株，提升和強(qiáng)化微生物采油應(yīng)用效果；同時，也將在具有工業(yè)應(yīng)用價值的微生物菌種誘變育種方面積累寶貴的經(jīng)驗，為相關(guān)研究提供借鑒。

   此次搭載新飛船的微生物采油菌種，正是華東理工大學(xué)生物采油教育部工程研究中心和大慶華理生物技術(shù)有限公司優(yōu)選的、已經(jīng)開展工業(yè)化應(yīng)用或具有重大應(yīng)用價值和前景的4株采油微生物菌株。

   “我們期待探索微生物采油菌種太空育種之路，開拓微生物采油菌種選育新途徑。”牟伯中說。

華理HAN分解催化劑來助力

    此次試驗船返回艙配備大推力單元無毒發(fā)動機(jī)作為姿控動力，精準(zhǔn)地控制了飛船高速返回的再入姿態(tài)，成功完成了空間首秀。

   此次我國新一代載人飛船試驗船姿控動力系統(tǒng)上配備的是國際上推力最大的HAN無毒單元發(fā)動機(jī)，這對催化劑的活性及高溫穩(wěn)定性提出了更為嚴(yán)苛的要求。作為大推力單元無毒發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵功能材料，華東理工大學(xué)黃永民教授研制的HAN分解催化劑在此次空間飛行任務(wù)中表現(xiàn)完美，為新一代載人飛船試驗船的安全返回、精準(zhǔn)著陸提供了可靠保障。日前，中國航天科技六院801所向華東理工大學(xué)發(fā)來感謝信，致謝黃永民教授為型號研制所作的杰出貢獻(xiàn)。

   十年磨一劍，自2008年以來，黃永民教授一直致力于發(fā)展HAN基無毒液體推進(jìn)技術(shù)，以取代現(xiàn)役航天器姿控動力系統(tǒng)的肼推進(jìn)技術(shù)，相繼解決了HAN基推進(jìn)劑催化反應(yīng)機(jī)理、高活性催化劑結(jié)構(gòu)與制備工藝優(yōu)化、催化劑高溫穩(wěn)定性等關(guān)鍵技術(shù)。

   2018年1月，世界首個HAN基無毒發(fā)動機(jī)隨微納-1A衛(wèi)星成功實現(xiàn)飛行，發(fā)動機(jī)在軌運行正常，圓滿完成飛行任務(wù)。它的首飛成功，標(biāo)志著我國先于美日等國，成為世界上第一個掌握并在軌驗證HAN推進(jìn)技術(shù)的國家，在我國航天事業(yè)的發(fā)展史上留下了濃重的一筆。而在微納-1A衛(wèi)星的推進(jìn)系統(tǒng)中，黃永民教授研制的HAN分解催化劑首次成功亮相。

   此次新一代載人飛船試驗船首飛任務(wù)的圓滿成功，標(biāo)志著我國在無毒液體推進(jìn)劑的催化分解核心技術(shù)上取得了突破性進(jìn)展，必將大大推動后續(xù)型號任務(wù)的研究與展開。而黃永民教授也將帶領(lǐng)研究團(tuán)隊密切服務(wù)航天總體單位的需求，為建設(shè)世界航天強(qiáng)國持續(xù)作出更大的貢獻(xiàn)。