中新網(wǎng)北京4月30日電 (記者 孫自法)中國空間站天和核心艙4月29日成功發(fā)射，已在太空預(yù)定軌道就位，后續(xù)如何建造空間站、建成國家太空實(shí)驗(yàn)室備受關(guān)注。

　　記者30日從牽頭負(fù)責(zé)中國載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)的中國科學(xué)院(中科院)獲悉，目前在中國空間站共安排13個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜，預(yù)計(jì)可滾動(dòng)實(shí)施近千項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

　　每個(gè)實(shí)驗(yàn)柜都是一個(gè)太空實(shí)驗(yàn)室

　　中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心介紹說，中國空間站作為國家級(jí)太空實(shí)驗(yàn)室，在艙內(nèi)、艙外部署眾多重大科學(xué)設(shè)施，同時(shí)利用微重力和輻射環(huán)境、航天員較長在軌駐留、天地往返等優(yōu)勢(shì)，將開啟中國空間科學(xué)研究與應(yīng)用的新時(shí)代。

　　空間應(yīng)用系統(tǒng)方面，目前在中國空間站天和、問天、夢(mèng)天三個(gè)艙段艙內(nèi)共安排13個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜，每個(gè)實(shí)驗(yàn)柜都是一個(gè)高功能密度的太空實(shí)驗(yàn)室，可支持一個(gè)或多個(gè)方向的空間科學(xué)與應(yīng)用研究。中國空間站艙外還安排若干暴露實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，同時(shí)，巡天空間望遠(yuǎn)鏡與空間站共軌飛行。

　　這些重大設(shè)施可支持在軌實(shí)施空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、微重力流體物理和燃燒、空間材料科學(xué)、微重力基礎(chǔ)物理、空間天文與天體物理等9個(gè)學(xué)科領(lǐng)域30余個(gè)研究主題的科學(xué)研究，中國空間站在軌運(yùn)營10年以上時(shí)間，預(yù)計(jì)可滾動(dòng)實(shí)施近千項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

　　無容器實(shí)驗(yàn)柜溫度可達(dá)3000攝氏度

　　這次隨中國空間站天和核心艙發(fā)射入軌的重大科學(xué)設(shè)施主要包括無容器材料實(shí)驗(yàn)柜、高微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜等。

　　中科院項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)科普說，無容器是利用外界物理場產(chǎn)生的作用力來抵消物體的重力，從而使物體處于一個(gè)無接觸、無容器的狀態(tài)。地面目前有四種常用手段實(shí)現(xiàn)無容器狀態(tài)：靜電懸浮、氣懸浮、聲懸浮、磁懸浮。

　　空間的“無容器”還能消除地面重力引起的熔體形變和熔體密度分層，利于亞穩(wěn)態(tài)材料和新型功能材料的開發(fā)制備，利于熔體材料參數(shù)測(cè)量。所以，“無容器”技術(shù)對(duì)微重力環(huán)境下金屬和非金屬無容器深過冷凝固過程與機(jī)理研究、具有重大應(yīng)用背景的新型功能材料制備研究、高溫熔體的熱物性精確測(cè)量研究具有重要意義。

　　中國空間站無容器實(shí)驗(yàn)柜通過靜電懸浮技術(shù)實(shí)現(xiàn)無容器材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)，溫度可達(dá)3000攝氏度，可進(jìn)行金屬、非金屬等無容器加工研究，揭示地面重力環(huán)境難以獲知的材料結(jié)晶、玻璃化、凝固、形核機(jī)理，獲得先進(jìn)材料的空間制備技術(shù)和生產(chǎn)工藝關(guān)鍵條件，指導(dǎo)地面材料加工工藝的改進(jìn)與發(fā)展。

　　高微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜有兩種核心工作模式

　　影響航天器微重力環(huán)境的因素非常復(fù)雜，對(duì)微重力水平影響也有很大差別，存在很多不可預(yù)知的因素，由此帶來的微重力變化也將在不同程度上影響空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

　　中科院項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)表示，高微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜首創(chuàng)采用雙層懸浮隔離振動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)比空間站平臺(tái)高2-3個(gè)數(shù)量級(jí)的高微重力水平，可開展相對(duì)論物理與引力物理、流體動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用、材料制備機(jī)理等前沿科學(xué)研究。利用高微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜提供的實(shí)驗(yàn)條件，將開展國際前沿的空間冷原子干涉實(shí)驗(yàn)、檢驗(yàn)愛因斯坦等效原理等。

　　高微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜核心工作模式有兩種：一是在柜內(nèi)開展磁懸浮實(shí)驗(yàn)時(shí)，內(nèi)體與懸浮實(shí)驗(yàn)臺(tái)外體無任何物理接觸，獨(dú)立漂浮在空中，外體通過無線傳能技術(shù)對(duì)內(nèi)體進(jìn)行供電、通過電磁力對(duì)其進(jìn)行六自由度控制、通過WiFi進(jìn)行信息傳輸，內(nèi)體可獲得比平臺(tái)微重力環(huán)境高2-3個(gè)數(shù)量級(jí)的微重力水平。

　　二是開展柜外噴氣懸浮微重力實(shí)驗(yàn)時(shí)，航天員將懸浮實(shí)驗(yàn)臺(tái)從柜內(nèi)取出，在艙內(nèi)釋放，懸浮實(shí)驗(yàn)臺(tái)通過觀察柜上靶標(biāo)，獲得自身位置和姿態(tài)，通過微推噴氣進(jìn)行六自由度保持控制。懸浮實(shí)驗(yàn)臺(tái)外體通過微推噴氣，精確跟隨內(nèi)體運(yùn)動(dòng)，隔離艙內(nèi)空氣流動(dòng)等環(huán)境擾動(dòng)對(duì)內(nèi)體科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的影響，實(shí)現(xiàn)高量級(jí)微重力水平。

　　中科院透露，在中國空間站天和核心艙任務(wù)中，空間應(yīng)用系統(tǒng)還研制提供應(yīng)用信息與配電、應(yīng)用流體回路、空間環(huán)境要素監(jiān)測(cè)、大型載荷掛點(diǎn)對(duì)接裝置等支持設(shè)備，建立應(yīng)用任務(wù)在軌共用支持條件，為應(yīng)用任務(wù)在軌運(yùn)營提供支撐和保障；建設(shè)和運(yùn)行天地支持系統(tǒng)，為應(yīng)用項(xiàng)目的論證、研制、運(yùn)營和持續(xù)產(chǎn)出高水平成果提供全壽命周期支持，推動(dòng)中國空間科學(xué)與應(yīng)用水平整體跨上新臺(tái)階。(完)