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造太空空調、治骨質疏松--天舟一號要在太空做4項實驗
2017-04-21 03:57:33 來源: 新華社
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  4月20日,秦皇島星箭特種玻璃有限公司的工人在高強度柔性抗輻照玻璃蓋片生産線上工作。應用在天舟一號上的高強度柔性抗輻照玻璃蓋片,是由秦皇島星箭特種玻璃有限公司歷時一年時間研制成功的産品。據介紹,這種玻璃蓋片在能保證抗輻照能力和高透光率的前提下,不僅要做到超大超薄,還要增加柔韌性和抗彎強度,避免運行時玻璃蓋片碎裂。此次為天舟一號提供的柔性抗輻照玻璃蓋片,從調整配方到制作工藝都做了很大改進,經過無數次試驗,在玻璃尺寸、抗輻射強度、柔韌性等方面都比原來增加了一倍,産品強度能達到600兆帕以上,一方面使太陽能電池在受到太空有害離子撞擊時得到保護,另一方面保證太陽能電池的光電轉換效率,確保飛船正常運行。作為河北省一家民營企業,從2000年10月,秦皇島星箭特種玻璃有限公司開始與中國航天科技集團合作,産品先後用于神舟五號至神舟十號,雙星探測、嫦娥一號、二號、三號和天宮一號、二號等多顆衛星與航天器上。新華社記者 楊世堯 攝

  新華社北京4月20日電 題:造太空空調、治骨質疏松--天舟一號要在太空做4項實驗

  新華社記者 董瑞豐

  太空用的空調有什麼不同?未來太空移民時生育後代會受什麼影響?天舟一號貨運飛船20日順利進入太空,飛船上將開展4項科學實驗研究及技術驗證試驗。

  實驗一:空間蒸發與冷凝科學實驗

  【實驗目的】地球上的空調和熱管等散熱器,在太空還可以正常工作嗎?如果不能照搬地球上的現有設備,那麼“太空空調、太空熱管”等空間熱設備應該怎樣設計或使用?這項空間實驗能夠為回答上述問題提供重要的科研依據。

  【實驗價值】蒸發與冷凝是自然界中普遍存在的現象,其相變傳熱過程,每時每刻都受到重力引起的自然對流的極大影響。中國科學院力學研究所研究員劉秋生説,空間飛行器如載人空間站、衛星等,沒有自然對流的微重力環境,將極大影響蒸發與冷凝相變過程,利用相變傳熱原理設計的換熱器如空調、熱管等熱設備工作環境,也將與地球上完全不同。

  劉秋生説,需要利用空間微重力環境開展空間實驗,研究空間相變傳熱的特殊現象,認識其特殊規律,進而研制能很好適用于太空環境中的熱設備。該項目由我國科學家首次提出,也是國際上首次開展蒸發與冷凝組合空間實驗。

  實驗二:微重力對細胞增殖和分化影響研究

  【實驗目的】太空微重力環境下定向分化人類胚胎幹細胞為生殖細胞--這個研究項目旨在闡明太空微重力環境下生殖細胞發育與成熟的基本規律,探索胚胎幹細胞分化的分子機制,克服空間環境對人類生殖可能帶來的影響。

  失重情況下的骨質疏松新藥開發--航天飛行中的失重環境誘發航天員骨骼負荷減少,導致骨質丟失甚至骨質疏松。大部分抗骨質疏松的機理研究是在地面通過模擬失重狀態的實驗方法來進行,而這個項目基于天舟一號提供的空間真實微重力環境,能讓科學家做出更為準確的研究判斷。

  【實驗價值】清華大學醫學院幹細胞與再生醫學中心教授紀家葵説,第一項研究將建立體外分化體係研究人生殖細胞發育, 克服太空生殖研究中人體生殖細胞取樣困難的局限,對理解太空生活對人類生殖的影響、改善太空生育能力、實現空間移民和太空生育後代具備重大意義。

  清華大學生命科學學院教授陳國強説,對于航天飛行中出現的廢用性骨質疏松,常採用的對抗方法有服用藥物磷酸鹽、降鈣素等,這些藥在地面條件下有一定的療效,但在對抗微重力誘導的骨質疏松效果並不理想。第二項研究有望開發出安全、有效的抗骨質疏松藥物,減緩微重力引起的骨質流失。

  實驗三:非牛頓引力實驗檢驗的關鍵技術驗證

  【實驗目的】“非牛頓引力實驗檢驗”目的是檢驗微米作用距離下物體之間的引力關係是否仍然滿足牛頓萬有引力定律,是一個純基礎物理實驗,可以為引力理論的研究提供重要的實驗依據,具有十分重要的科學意義。在這個實驗中,一個很核心的技術是靜電懸浮加速度計,本次飛行實驗就是檢驗這一核心技術。

  【實驗價值】華中科技大學引力中心教授周澤兵説,靜電懸浮加速度計相對傳統加速度計而言,具有測量范圍小、精度高等特點,僅有法國等幾個少數國家掌握這一尖端技術,並且對我國高度保密,我們只能自主研發。

  華中科技大學從2000年開始,經過持續攻關,研發出具有完全自主知識産權的靜電懸浮加速度計係列産品,分別于2006年和2013年成功完成了兩次在軌飛行實驗。本次飛行實驗不僅加速度計檢驗精度更高,為下一步的非牛頓引力實驗提供了技術基礎,還為我國衛星重力測量和空間引力波探測等計劃的實施提供重要支撐。

  實驗四:主動隔振關鍵技術

  【實驗目的】航天器上雖然是微重力環境,但由于飛船姿軌控、風機、飛輪、帆板的動作,仍存在不少擾動。微重力科學實驗如果不能克服這些微擾動,就達不到理想的效果,失去了上天實驗的意義。衛星上的對地觀測相機和天文望遠鏡,如果遇到振動,就會降低成像質量。所以一定要隔離振動,為航天器創造更好的條件。

  【實驗價值】隔離振動一般可採用彈簧或阻尼器,叫做被動減振。但要做到隔離每秒鐘1次以下的振動,並將振動的幅度降到擾動源的千分之一,這樣高指標的要求,只能採用主動隔振。

  中國科學院空間應用工程與技術中心副研究員董文博説,該項實驗為國內首次實施,將使我國成為繼美國和加拿大後第3個在軌採用主動隔振控制技術服務于空間微重力實驗研究的國家。實驗將極大支持和推動空間站高微重力實驗平臺的研制建設,取得的技術成果可以直接服務于空間站階段的空間科學實驗載荷。

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【糾錯】 責任編輯: 唐斕
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