泰裤辣！快来拆解太空“盲盒”

发布时间：2023-06-23 10:52:53 所属栏目：动态来源：

导读：太激动了！还是有一种期待的心情，有开‘盲盒’的感觉，打开之后你才能看见样品。”空间站高温材料科学实验系统主任设计师、中国科学院上海硅酸盐研究所研究员刘学超手持太空返回的实验样品激动地说，

太激动了！还是有一种期待的心情，有开‘盲盒’的感觉，打开之后你才能看见样品。”空间站高温材料科学实验系统主任设计师、中国科学院上海硅酸盐研究所研究员刘学超手持太空返回的实验样品激动地说，“实际上，我们之前做了大量的地面匹配实验，我们有信心在太空中的实验会非常好，并期待会有很好的科研成果。”

近日,随着神舟十五号飞船返回舱安全降落,中国空间站第四批空间科学实验样品交由中国科学院空间应用系统进行试飞。6月21日，包括高温合金材料样品在内的实验样品运至中国科学院上海硅酸盐所，举行交接仪式。

此次，神十五航天员带回的实验样品共有5件，总重量约6公斤，这批样品包括高温合金材料、功能晶体、新型金属以及特种玻璃材料。

以高温合金材料为例，我们国家正在发展的国产大飞机项目中，飞机发动机的核心材料就是高温合金。

“当我们做高温合金地面制造的时候,很是难以获得一些性能很好的高温合金,所以我们也很想知道为什么。所以，我们把材料送上太空，在微重力的情况下开展实验，以探究高温合金在微重力环境下的生长过程、成分分布、结构形态，为我们在地面生产更好的高温合金提供理论指导。”中国科学院上海硅酸盐研究所副研究员张明辉介绍。

张明辉告诉记者，在地面上，研究团队往往采用自由落体的方法模拟微重力实验，这种方式得到的微重力时间只有几秒。而在空间站，可以获得几天甚至一周的微重力时间。“一直在微重力状态下开展实验，这就是空间站环境一个非常强的优势。”张明辉说。

作为高温材料科学实验系统主任设计师，刘学超最关心的是一款新型柔性半导体材料：“这个材料不像传统的半导体是脆性材料，它可以弯折，有可塑性，而且具有非常好的半导体特性，非常有研究意义和价值。未来，可能会为研制新一代半导体器件打开一扇‘窗户’。”

研究团队首先会将坠落的样品进行表面的测试,检查一下其是否有破损的迹象,以及在太空船在升空的时候,是否有能够承受上行和下行等的力学环境。然后深入分析样品，进一步鉴定它的结构、物像、性能等，再通过和地面的匹配实验作镜像对比，研究样品在太空微重力下是否有显著变化，有无新的机理或相关的生长机制等。“这对研究微重力下材料的制备和生长过程，以及后续地面上的材料制备，有很大的指导意义和帮助。”刘学超介绍。

目前，空间站上还有19个高温材料样品在轨实验。此外，研究团队还计划上行（由地面发往太空）20个样品，这些样品上行之前，都需要在地面上进行充分、大量的匹配实验。

“中国空间站全面建成转入运营阶段后，会有大量的材料科学实验在太空中进行，助力我国实现高水平科技自立自强。”刘学超说。

据介绍，高温材料柜在轨期间，中国科学院金属研究所、上海硅酸盐所、西北工业大学等项目团队密切合作，成功完成了一系列空间科学实验。此次返回的上海硅酸盐所在轨空间样品，其相关科学实验得到上海市科委和中国科学院空间总体部大力支持，为我国航天科研的发展贡献了重要成果。

高温材料柜是由我国自主研制的重大空间微重力材料科学实验装置，是开展太空微重力材料科学实验的重要平台，可在微重力下支持材料的高温加热、定向凝固、梯度生长、快速冷却、磁场搅拌、参数实时测量、实时观察等功能，是我国最新一代的空间材料实验装置之一。

“这套设备与在轨的高温材料科学实验柜具有完全相同的功能和模块，具有批量样品管理等功能，一次性可以放16个材料样品，这也是国际上最多的一个批次样品数量，另外该装置最高的实验温度可以达到1600℃。”中科院上海硅酸盐所项目正高工潘秀红介绍，“有了这套设备，我们一个样品最短的在轨实验时间是20小时，最长的目前达到74小时。”

与我国以往的空间材料实验装置相比，高温材料柜在加热温度、样品尺寸、温场模式、外部调控、精密生长、实时观察等功能方面都有了较大发展和提高，在空间站,微重力材料研究已大大扩展,将在空间站中对微重力材料研究进行长期支持。

“后续，地面装置除了为这五个返回样品做镜像对比实验。我们还要为之后发射的物品进行一个早先的匹配试验。所以，它的工作量还是十分大的，会越来越忙。”中国科学院上海硅酸盐研究所项目正高级工程师潘秀红介绍。

由于功能的升级和拓展，高温材料柜能够支持的材料研究涵盖功能晶体、高温合金、新型金属合金、半导体材料、特种玻璃、纳米材料、生物材料等众多领域，将促进微重力下材料的成分、结构、性能的调控及其机理的研究，对于中国在科技攻关中的关键问题突破起到了促进作用。

（编辑：汽车网）

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