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这些实验上天了

2020-08-17

发明与创新·中学生 2020年8期
关键词:光刻科学实验浆料

5月7日,我國长征五号B火箭发射的新一代载人飞船试验船首次完成太空3D打印。除了太空3D打印,这枚火箭还带了哪些科研项目上天?

在探索太空的过程中,设备和材料的“补给线问题”一直阻碍着人类飞向更远的空间。随着太空3D打印技术快速发展,实现航天器零部件的“自给自足”正在成为可能。

由中国科学院空间应用中心研究团队研制的“在轨精细成型实验装置”,将创新采用立体光刻3D打印技术对金属/陶瓷复合材料进行微米级精度的在轨制造。

太空失重环境是立体光刻技术面临的主要挑战之一,普通的打印浆料在失重条件下无法保持稳定形态,导致液面起伏、影响打印。科研团队先后进行了数百次微重力环境下的实验,对浆料在失重条件下的流变行为及内在机理进行分析,利用化学及物理方法对浆料进行优化,使其从液态变为软物质形态,保证打印顺利进行。

为降低卫星、飞船及空间站中运动零件的磨损,延长其使用寿命,通常需要对运动零件摩擦表面加注润滑油、润滑脂进行润滑。

由中科院专家们研制的“材料摩擦行为实验装置”将研究微重力环境下,液体润滑材料的湿润行为及固体摩擦产物迁移行为,通过观察不同类型润滑油在材料表面的浸润现象,分析固体表面状态对液体润滑材料浸润的影响,揭示空间环境因素特别是微重力环境对润滑油润湿行为的作用规律,为长寿命润滑技术的设计开发提供支持。

在太空飞行时,载人航天器受地球引力之外多种作用力的干扰,这会带来一个后果,即达不到完全“失重”状态。

为掌握并消除各种干扰对航天器内科学实验载荷的影响,为科学实验提供所需微重力水平实验环境,首先需要准确测量科学实验载荷的微重力水平。

为此,科研人员研制了“微重力测量实验装置”,将多种类型的微振动加速度传感器集成在同一台设备中进行加速度测量能力的比对测试与在轨验证。这也是我国高精度微机电系统静电悬浮加速度计的首次在轨飞行。(据来点科学)

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