天宫二号成果揭秘:科学家可跨越空间障碍 不上天照样也能做太空实验

  央视网消息:“天宫二号”距离地面300多公里,为了实现科学家不用上太空就能进行太空科学实验的梦想,中科院空间应用中心研制了我国首个遥科学实验平台,并应用在天宫二号液桥热毛细对流实验中,让科学家可以跨越空间障碍,“进入”空间实验室进行各种复杂而繁琐的实验操作。

  作为太空实验的地面“操作台”,遥科学平台结合了虚拟现实、人机交互、大数据分析、人工智能等多领域的前沿技术,科学家佩戴上虚拟现实立体头盔,就能在太空和天宫二号的舱内“漫游”,通过视觉、听觉、体感等多种方式进行实时的天地交互操作,精细控制和观察液桥实验的每一个步骤,极大提高了太空科学任务的效率与质量。

  液桥热毛细实验听上去很神秘,其实在日常生活中十分常见,液桥是指连接两个固体表面之间的一段液体,比如两个手指沾上水后合拢、再拉开一点距离,手指之间的小液柱就是液桥。当液桥两端温度不一样,就会产生热毛细流动,由温度差引起的液桥实验就叫液桥热毛细。一般在地面上只能进行不超过4毫米高度的小尺寸液桥实验,而在太空微重力环境中,就可以进行超过10毫米高度的大尺寸液桥实验。这次在天宫二号上进行的是3-22毫米范围的液桥实验。

  这次天宫二号液桥热毛细对流实验从2016年12月开始,目前已经完成了400多次实验,几乎对类似的液桥实验的所有参数都进行了全范围的探索。而在太空中进行实验的装置仅有13公斤重,大小比普通台式电脑还要小,收到来自地面的指令后,箱体内部机构将相互配合完成一系列操作。

  科学家们曾经以为,只要没有重力,对流就会消失。那么,太空将是理想的无对流环境,如果在太空中制造晶体,将会得到高纯度的单晶。而事实上,在失重的太空环境下,热毛细对流产生的震荡也会影响晶体的质量,造成晶体缺陷。因此天宫二号液桥热毛细对流实验的目标就是:查明空间微重力环境下热毛细对流的失稳机理。

  未来,这些研究成果和数据,将继续帮助科学家深入探究热毛细对流的奥秘,为完善空间晶体生长工艺奠定基础。而空间遥科学技术也将在未来空间站应用中大展身手,成为支持太空科学实验最有效的实施方式。

 Tel:  010-82178817     Fax:  010-82581990     Mail:  csu@csu.ac.cn
  北京市海淀区邓庄南路9号 (邮编:100094);    违纪举报:jijian@csu.ac.cn