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、建成國家太空實驗室備受關(guān)注。

　　記者30日從牽頭負責(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個科學(xué)實驗柜，預(yù)計可滾動實施近千項實驗項目。

　　每個實驗柜都是一個太空實驗室

　　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太空實驗室，在艙內(nèi)、艙外部署眾多重大科學(xué)設(shè)施，同時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，將開啟中國空間科學(xué)研究與應(yīng)用的新時代。

　　空間應(yīng)用系統(tǒng)方面，目前在中國空間站天和、問天、夢天三個艙段艙內(nèi)共安排13個科學(xué)實驗柜，每個實驗柜都是一個高功能密度的太空實驗室，可支持一個或多個方向的空間科學(xué)與應(yīng)用研究。中國空間站艙外還安排若干暴露實驗平臺，同時，巡天空間望遠鏡與空間站共軌飛行。

　　這些重大設(shè)施可支持在軌實施空間生命科學(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個學(xué)科領(lǐng)域30余個研究主題的科學(xué)研究，中國空間站在軌運營10年以上時間，預(yù)計可滾動實施近千項實驗項目。

　　無容器實驗柜溫度可達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驗柜、高微重力科學(xué)實驗柜等。

　　中科院項目團隊科普說，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無接觸、無容器的狀態(tài)。地面目前有四種常用手段實現(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)測量。所以，“無容器”技術(shù)對微重力環(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量研究具有重要意義。

　　中國空間站無容器實驗柜通過靜電懸浮技術(shù)實現(xiàn)無容器材料科學(xué)實驗，溫度可達3000攝氏度，可進行金屬、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、形核機理，獲得先進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與發(fā)展。

　　高微重力科學(xué)實驗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)實驗。

　　中科院項目團隊表示，高微重力科學(xué)實驗柜首創(chuàng)采用雙層懸浮隔離振動，可實現(xiàn)比空間站平臺高2-3個數(shù)量級的高微重力水平，可開展相對論物理與引力物理、流體動力學(xué)及其應(yīng)用、材料制備機理等前沿科學(xué)研究。利用高微重力科學(xué)實驗柜提供的實驗條件，將開展國際前沿的空間冷原子干涉實驗、檢驗愛因斯坦等效原理等。

　　高微重力科學(xué)實驗柜核心工作模式有兩種：一是在柜內(nèi)開展磁懸浮實驗時，內(nèi)體與懸浮實驗臺外體無任何物理接觸，獨立漂浮在空中，外體通過無線傳能技術(shù)對內(nèi)體進行供電、通過電磁力對其進行六自由度控制、通過WiFi進行信息傳輸，內(nèi)體可獲得比平臺微重力環(huán)境高2-3個數(shù)量級的微重力水平。

　　二是開展柜外噴氣懸浮微重力實驗時，航天員將懸浮實驗臺從柜內(nèi)取出，在艙內(nèi)釋放，懸浮實驗臺通過觀察柜上靶標，獲得自身位置和姿態(tài)，通過微推噴氣進行六自由度保持控制。懸浮實驗臺外體通過微推噴氣，精確跟隨內(nèi)體運動，隔離艙內(nèi)空氣流動等環(huán)境擾動對內(nèi)體科學(xué)實驗裝置的影響，實現(xiàn)高量級微重力水平。

　　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、大型載荷掛點對接裝置等支持設(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)在軌運營提供支撐和保障；建設(shè)和運行天地支持系統(tǒng)，為應(yīng)用項目的論證、研制、運營和持續(xù)產(chǎn)出高水平成果提供全壽命周期支持，推動中國空間科學(xué)與應(yīng)用水平整體跨上新臺階。(完)