“天宫课堂”科学实验柜 细节中展现国家太空实验室魅力

3月23日下战书，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，“太空西席”翟志刚、王亚平、叶光富再ci泛起了一堂精彩的太空科普课。值得关注的是，这ci太空授课，除了演示微重力情形下的结晶、液桥、水油疏散以及太空抛物等实验，航天yuan还重点展示了载人航天工程空间应用系统的两个科学实验柜——高微重力科学实验柜和无容器质料实验柜，让青少年起源感受到国家太空实验室的科学魅力。

双层悬浮打造高微重力

航天yuan叶光富开shi先向同砚们先容了高微重力情形对于科学实验的主要性，王亚平打开shen边的柜门，为各人展示高微重力科学实验柜的焦点部门——悬浮实验台，叶光富展示了之前与地面科学家配合开展柜外实验的画面。

据中科院空间应用工程与手艺中央高微重力科学实验柜副主任设计师王蜀泉研究yuan的先容，这个悬浮实验台接纳双层结构设计，内层接纳磁悬浮手艺，解锁后，通过电磁力对柜体举行六自由度控制漂移，内体就可以获得比平台微重力情形高2-3个数目级的微重力水平。外层接纳喷气控制，发动外体追随内体运动。喷气加磁悬浮双重控制，可以只管抵消空气扰动、平台振动等造成的影响。

悬浮实验台既可以在实验柜体内举行实验，也可以在柜体外举行实验。在柜外，悬浮试验台可以举行更高微重力水平的双层悬浮实验，实现长时间的g量级的微重力水平。支持使用空间冷原子干预干与实验磨练爱因斯坦等效原理实验，以及微重力流体动力学及质料科学研究、惯性和加速率传感器研究等领域的实验。

无容器“助力”探讨宇宙神秘

先容完高微重力实验平台之后，叶光富来了个90度转shen，又向同砚们展示了位于航天yuan头顶上方的另一个“悬浮能手”——无容器质料实验柜。

在无容器实验平台的腔体内，实验样品可以在微重力情形下通过静电chang实现悬浮稳固控制，与容器的内外貌完全不接触，以是叫做“无容器”。这样就阻止了容器质料对样品的影响，可以更准确地丈量试验样品的主要物理性子。

“太空西席”航天yuan王亚平团结无容器实验柜腔体内开展的锆金属实验历程。画面上，一颗金属小球悬浮在实验腔体中，经由样品推出、悬浮控制、激光加热、丈量物性、再辉、样品冷却凝固、接纳等历程，完成实验。

据空间应用系统科学实验柜总体主任设计师张立宪研究yuan先容，无容器实验柜由无容器实验平台、真空与加压模块、实验电控？榈茸槌。

其中，焦点功效？槭前抟桓鍪笛榍惶宓奈奕萜魇笛槠教。王亚平展示的科学实验画面由部署在实验腔上的全景相机及高速相机拍摄。此外，腔体上还通过窗口安装了半导体激光器、CO?激光器等加热装置，以及单波长测温仪、双波长测温仪、等多种视察与物性丈量装备，支持空间质料样品无容器加工实验和热物性丈量。

张立宪说，静电力实现带电实验样品的悬浮位置控制，控制精度能到达±0.1mm。样品悬浮稳固后，对其举行加热，最高温度能到达3000度。可以使用“无容器”开展金属和非金属无容器深过冷凝固历程与机理研究、具有重大应用配景的新型功效质料制备研究以及高温熔体的热物性准确丈量研究等。

好比，未来要开展我国新一代燃气轮机叶片高温合金凝固机理研究和热物性丈量，掌握叶片高温合金制备关jian条件和高温物性数据。后续还要开展模拟合成陨石及月幔物质的熔融结晶实验，加热熔融星云物质中的球：湍讶郯，举行物性丈量，研究太阳系早期热情形的制约因素，从而有望更好熟悉太阳系早期的情形特征。

每一个科学实验柜相当于一个综合性的领域实验室，可以支持开展单学科或多学科交织的空间科学实验。“天宫课堂”的最后，用一段视泼魅展示了天宫空间站上的各领域科学实验柜以及巡天光学望远镜等研究设施。

中科院空间应用工程与手艺中央作为空间应用系统的总体单元，组织完成了多领域十余台科学实验柜的研制使命。载人航天工程空间应用系统副总师王珂研究yuan先容说，实验柜接纳？榛杓，在轨可通过航天yuan操作替换实验单元或实验样品，支持科学研究项目的转动实验。

今年，中国空间站即将建成，未来将支持空间生命科学与人体研究、微重力物理科学、空间天文与地球科学、空间新手艺与应用等四大学科领域的上千项科学实验项目。面临大规？占涫笛橄钅渴笛，为了支持空间站在轨运行时代的恒久科学实验开展，中科院空间应用工程与手艺中央运用数字孪生、大数据及云盘算等手艺，建设地面实物与虚拟镜像系统，打造天地一体化协同智能运营系统，促进太空实验室的高效科学产出。