本文轉自中國科普博（bó）覽

 

空間站“天和”核（hé）心艙準（zhǔn）備好了（le）！

廣東壓力機廠家獲悉，據中國載人航（háng）天工（gōng）程辦公（gōng）室預報，核心艙發射已經進入倒計時，將於2021年4月底發射。這意味著，我國空間站建設序幕也即將拉開，這將是中國載人航天又一個裏程碑。

中國天宮空間站將（jiāng）於2022年前後正式（shì）完成在軌建造任務，成為長期有（yǒu）人照料的（de）國家級太空實（shí）驗室，支持開展大規模、多學科交叉的空間科學實驗。

 

空間站特殊的位置，將為開展太（tài）空實驗提（tí）供條件，比如微重力環境。

一提到太空，大（dà）家就會浮現出航天員在（zài）空間站中（zhōng）飄來飄去的樣子，好像完全脫離了重力的限製。廣（guǎng）東壓力（lì）機廠家告訴草莓视频污在线观看，其實（shí），宇航員在太空艙內並不（bú）是零重力而是處於微重力狀態。

按（àn）照“微重力”術語的英文（wén）“Microgravity”的原意，它是指該環境中的重力水（shuǐ）平為地球（qiú）表麵處重力的百萬分之一，目前也有許多廣義的理解（jiě），把微重力理解為微小重力（或者說（shuō）“低重力”），此時低重力的值通常為地麵重力的萬分之一。

Part.1

微重力條件（jiàn）如何形（xíng）成的呢？

 

微重力環境（jìng）下，地球上常見的物理現象會發生不可思議的變化。

 

水變成（chéng）了水珠可以當乒乓球打（dǎ）

（圖片來源：http://www.sohu.com/a/217990314_269042）

 

你要是（shì）一哭眼淚就（jiù）掛在臉上

（圖片（piàn）來源：http://www.sohu.com/a/217990314_269042）

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‍喝水（shuǐ）變成吃（chī）水珠

（圖片（piàn）來源：https：//www.bilibili.com/read/cv158556/）

這些（xiē）現象就是物理學中所指的空（kōng）間微重力物理效應。

空間微重力物理效應泛指在空間微重力（lì）環境（jìng）中不同於重力環境下基本物理效（xiào）應，主要包（bāo）括液體和氣體由重力導致的自然對流基本消除、液（yè）體中浮力消失、由於物質密度不同引起的沉浮和分層現象也消失等現象。

那麽，在這麽特殊的微重力環境下能夠開展一些什麽樣（yàng）的科（kē）學研究呢？

Part.2、微重力條件下的流體

微（wēi）重力流體物理研究微重力下流體（液（yè）體、氣體及其多相混合物）的流動、形態（tài）、相變的規律和機理。據廣東壓力機廠家了解，在微重力下重力引起的浮（fú）力對流、密度分層、沉降、流體內部靜（jìng）壓及壓力梯度等效應（yīng）基本消失，而一些次級效應凸顯，流態和熱質輸運（yùn）表現出新特點。

微重力流體物理研究的內容包括界麵現（xiàn）象、多相流、複雜流（liú）體（tǐ）等。這一領域的（de）研究對發展先進的空（kōng）間流體管理、熱管理等航天技術有十分重（chóng）要的作用（yòng），其研究成果對改進地麵石油、化（huà）工、製造等產業的生產（chǎn）過程將做出積極貢獻。

空間流體物理的主要研究內容包括微重力流體動力學（xué）、兩相流（liú）、相變（biàn）傳熱及（jí）其應用研究（jiū）、複雜流體等。

舉個例子，我（wǒ）國天宮（gōng）二號搭（dā）載（zǎi）的液橋液毛細對流實（shí）驗，對空間環境（jìng）流體的流（liú）動和耗散機理的基礎（chǔ）研究，對人類認識和掌握空間流體的（de）運動規律有重要意義。

 

在天宮2號上生成的（de）大尺寸液橋

（圖片（piàn）來源：中國科學院空間（jiān）應用工（gōng）程與技術中（zhōng）心）

Part.3、微重力條件下的材料製備

不止是流（liú）體，材料科學在太（tài）空中也大有可為。

在微（wēi）重力條件下，基於地麵材料製備的（de）對流控製（zhì）、擴散（sàn）機製（zhì）、凝固過程和缺陷形成等不再適用。探索微重力條件下的材料製備過（guò）程能夠深入理（lǐ）解相應物理規律，發現新的科學（xué）問題，研製出地麵難以製備的新（xīn）材料。

微重力條件（jiàn）還便（biàn）於實現樣品（pǐn）懸浮的（de）無容器加工，為創造極端熱力學（xué）非平衡條（tiáo）件下的材料（liào）研究和（hé）準確的材料熱物性測量提供了有利條件。據（jù）廣（guǎng）東壓力機廠家了解，微重力下可以研究金屬、非金屬和複合材料等幾（jǐ）乎所有材料，包括晶體、半導體、超導、磁性、記憶、熱電等各（gè）種功能材料，金（jīn）屬（shǔ）合金（jīn）、泡沫多孔（kǒng）和複合材料，以及陶瓷、玻（bō）璃等（děng）結構材料。

材料是（shì）國民經濟的基石，新材料是所有高技術和高端製造業的基礎。空間材料科學是深入開展材料科學研究的獨特途徑，可能獲得地麵難以生產的先進材料和地麵難以精確測量的重要參數，發展（zhǎn）材料科學技術，為我國建立新的材料（liào）產（chǎn）業體係做出貢獻。

空間材（cái）料科學領（lǐng）域包括兩（liǎng）個主（zhǔ）要研究方向：一是在排除重（chóng）力影響下研究材料的製備過程規律及材料的結構和性（xìng）能變化；二是空間應用（yòng）材料在（zài）高能粒子（zǐ）和紫外輻照、原子氧侵蝕、高低溫交變循環等（děng）空間（jiān）環境下的使役行為。

主要研究（jiū）內（nèi）容有生長（凝固）界麵穩定性與缺陷控製，過冷、形（xíng）核與晶（jīng）體生（shēng）長過程，相分離與聚集行為（wéi），高性能材料空間製備及工藝（yì）研究、熔體物（wù）理性質測量與研究、材料在空間環境下的行為特性（xìng）等。

空間微重力資源是一種極其有（yǒu）用但在地球（qiú）上不可獲得的（de）稀缺資源（yuán），據廣東壓力機廠（chǎng）家了解，我國空間站發射升空之後，在太（tài）空環境中利用微重力條件進行各項科學研究將為我（wǒ）國各領域科（kē）研與應用做（zuò）出重大貢獻。

 

中國空（kōng）間站密封艙內的空（kōng）間實驗櫃

（圖片來源：中國載人航天工程辦（bàn）公室）

 

中國空間站艙（cāng）外暴露實驗平台

（圖片來源：中國載人航天（tiān）工程辦公室）

麵對神秘又引人的太空，中國航天工作者們從未停止探索的腳步，廣東壓力機廠家呼籲（yù）大家，讓草莓视频污在线观看跟（gēn）隨他們的步伐，展望（wàng）中國航天事業的明天！

出品：科普中國

製作：韓培、張偉（中科院空間（jiān）應（yīng）用工程與技（jì）術中心）

來源：網絡 侵刪

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