“神州八號(hào)”的成功發(fā)射，并與 “天宮一號(hào)”的順利對(duì)接，為中國(guó)2020年左右建成空間站邁出關(guān)鍵一步。我國(guó)的航天技術(shù)再次獲得重大突破，其中，激光技術(shù)在航空航天領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用功不可沒。

 　　那么，神州八號(hào)上可能用到哪些激光技術(shù)呢？經(jīng)過(guò)分析，可能有以下幾方面采用了此項(xiàng)技術(shù)：

                                                                         神舟八號(hào)結(jié)構(gòu)示意圖

（一） 發(fā)射裝置及飛船內(nèi)部電子儀器的精密焊接 

　　這是激光在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的最廣泛的技術(shù)，由于激光焊接相對(duì)于電子束、等離子束和傳統(tǒng)焊接方法有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)， 如能量密度高、熱影響區(qū)和變形區(qū)小、可焊接不同材料的組合、具有高的柔性等，再加上密封性好、適合在真空等特殊環(huán)境下加工，因此激光焊接在航天航空器件中 得到廣泛應(yīng)用，如傳感器、密封件、鉭電容等。

　　比如，華工激光生產(chǎn)的高精密激光焊接機(jī)，在貴州某軍工企業(yè)應(yīng)用于焊接鉭電容器件，這種鉭電容器件用于神八宇航飛船發(fā)射裝置及飛船內(nèi)部?jī)x器。這種軍用鉭電容采用了特殊合金外殼，需要在純氮環(huán)境下實(shí)施密封焊接。針對(duì)這一特殊應(yīng)用，華工激光有針對(duì)性的研發(fā)了真空手套箱激光焊接系統(tǒng)，對(duì)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了完美焊接。

（二） 飛船外殼及特種合金零部件的切割加工

　　在航天航空設(shè)備的制造中僅外殼的設(shè)計(jì)就需要多次反復(fù)試驗(yàn)，由于外殼采用特殊金屬材料制成，強(qiáng)度高、硬度高、耐高溫，普通的切割手段很難完成材料的加工，激光切割作為一種高效加工手段而得到廣泛應(yīng)用。

　　激光切割技術(shù)是一種擺脫傳統(tǒng)的機(jī)械切割、熱處理切割的全新切割法，能將能量聚焦到微小的空間，從而獲得極高的輻照功率密度（10⁵～10¹⁵W/c m²），從而具有更高的切割精度、更低的表面粗糙度值、更靈活的切割方法和更高的生產(chǎn)效率等特點(diǎn)。

　　另外，在神州八號(hào)飛船中，內(nèi)部的零部件也同樣大量采用鋁合金、鈦合金、耐高溫合金等特種合金，結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，成形要求精確，而大功率激光切割機(jī)加工技術(shù)的引進(jìn)，能提高加工的質(zhì)量，降低模具投資成本，縮短生產(chǎn)周期，特別適用于復(fù)雜零配件加工。

　　該零配件加工采用的就是高功率激光切割機(jī)，如今國(guó)產(chǎn)化大功率激光切割機(jī)加工技術(shù)已具備國(guó)際先進(jìn)水平，去年，華工激光法利萊制造的Contour DM數(shù)控激光切割機(jī)在西安某軍工企業(yè)采購(gòu)激光切割機(jī)項(xiàng)目中一舉中標(biāo)，打破了進(jìn)口大功率激光切割機(jī)壟斷特種合金和飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零配件加工領(lǐng)域的格局。

　　另外，由于飛船在大氣層中飛行會(huì)產(chǎn)生很大的熱量，在飛船內(nèi)需要有許多包覆層來(lái)實(shí)現(xiàn)隔熱，為了在溫度上升過(guò)程中順利的 將包覆層之間的空氣排出，需要在包覆層上面均勻分布很多微細(xì)的小孔，華工激光針對(duì)這一應(yīng)用并結(jié)合自身的薄型材料激光切孔專利開發(fā)的自動(dòng)激光切孔機(jī)已經(jīng)應(yīng)用 到包覆層切孔上。

（三）太陽(yáng)電池片劃片

　　飛船脫離運(yùn)載火箭順利進(jìn)入太空后，展開后的太陽(yáng)帆板相當(dāng)于一個(gè)小型發(fā)電站，通過(guò)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，來(lái)為飛船上的電器設(shè)備提供能源。飛船上雖備有應(yīng)急電源，但支持的時(shí)間有限，所以主要還是依靠太陽(yáng)帆板提供電能。

　　這一次，神舟八號(hào)飛船電源帆板采用了新的太陽(yáng)電池片：三結(jié)砷化鎵新型電池，原來(lái)從神一到神六采用的是單晶硅太陽(yáng)電 池，以前只能達(dá)到14.8％的光電轉(zhuǎn)換效率，而神八和“天宮一號(hào)”采用的都是轉(zhuǎn)換效率達(dá)到26.8％的高效三結(jié)砷化鎵太陽(yáng)電池。因此，發(fā)電能力提高了 50%。

　　這種電池的襯底通常為鍺(Ge)，在進(jìn)行疊層的外延生長(zhǎng)之前，需要對(duì)襯底進(jìn)行劃片處理。襯底劃片的質(zhì)量直接影響電池的性能。

　　激光劃片技術(shù)，特別是短波長(zhǎng)激光如綠光/紫外激光，其加工熱影響區(qū)小，劃線質(zhì)量?jī)?yōu)越。無(wú)接觸式加工避免刀片加工產(chǎn)生的應(yīng)力，可以有效提高襯底的優(yōu)等品率，同時(shí)對(duì)電池性能也有很大的改善，因此在太陽(yáng)電池片制造過(guò)程中獲得廣泛應(yīng)用。

（四）  航天零部件的打標(biāo)

　　軍工產(chǎn)品、航空航天零部件要求進(jìn)行高質(zhì)量的跟蹤，零部件的打標(biāo)也通常使用激光打標(biāo)來(lái)完成，如航天用傳感器、航天用刀具等。激光打標(biāo)因其標(biāo)記的內(nèi)容不可擦除，耐酸堿腐蝕，不會(huì)被有機(jī)溶劑溶解，因此被廣泛應(yīng)用于航天及軍工產(chǎn)品的質(zhì)量追蹤等。 

　　除此之外，飛船還可能使用激光進(jìn)行金屬板毛化、材料表面強(qiáng)化等。

　　交會(huì)對(duì)接對(duì)建立空間站、運(yùn)送航天員、補(bǔ)給物資，乃至太空救援至關(guān)重要，完全掌握這項(xiàng)技術(shù)有助登臨月球以及地外行星。 此次交會(huì)對(duì)接任務(wù)完成后，神舟飛船將逐步形成狀態(tài)固化的天地往返載人飛船，組批投產(chǎn)。隨著中國(guó)的航空工業(yè)以令人驚嘆的速度大跨步的向前進(jìn)，激光在航天航空領(lǐng)域的應(yīng)用，也會(huì)越來(lái)越廣泛和深入。