原標題：試驗船上太空帶了啥？——深度解讀新一代載人飛船試驗船搭載項目

據(jù)中國載人航天工程辦公室微信公眾號“中國載人航天”消息，2020年5月8日13時49分，我國新一代載人飛船試驗船返回艙在東風(fēng)著陸場預(yù)定區(qū)域成功著陸，試驗取得圓滿成功。

試驗船于5月5日18時從文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空，在軌飛行2天19小時，驗證了新一代載人飛船高速再入返回防熱、控制、群傘回收及部分重復(fù)使用等關(guān)鍵技術(shù)。同時，為充分發(fā)揮任務(wù)效益，試驗船還搭載了不少“乘客”，開展了新技術(shù)、新產(chǎn)品在軌驗證。

試驗船上太空帶了啥？一起來看看！

試驗船艙內(nèi)情況

1

空間液體潤滑材料摩擦學(xué)行為研究實驗

有運動必有磨損，比如大家常見的機械運動機構(gòu)，其構(gòu)件由于相對運動必然發(fā)生摩擦并產(chǎn)生磨損，形成稱為磨屑的摩擦產(chǎn)物，常堆積于運動部位附近并可能對周邊表面有所污染，在衛(wèi)星、飛船及空間站中這一現(xiàn)象同樣也不能避免。因此基于降低運動零件的磨損，延長運動零件的使用壽命的目的，通常需要對運動零件摩擦表面加注潤滑油、潤滑脂或固體潤滑進行潤滑。

試驗船上搭載了一個“材料摩擦行為實驗裝置”，以我國空間站運動機構(gòu)所使用的液體和固液復(fù)合潤滑材料為研究對象，在軌驗證了在微重力環(huán)境下對不同表面形貌和不同功能化表面的潤濕行為，以及在摩擦化學(xué)作用下形成摩擦產(chǎn)物的爬行、遷移規(guī)律，為高可靠、長壽命空間潤滑系統(tǒng)研制提供理論指導(dǎo)，也可為空間站長期在軌運行故障分析和診斷提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2

寬量程多精度空間微重力加速度測量技術(shù)試驗

載人航天器在軌飛行時，會受到地球引力之外多種作用力的干擾，如大氣阻力、太陽輻射光壓、重力梯度效應(yīng)、軌道機動、姿態(tài)控制、設(shè)備運轉(zhuǎn)和乘員活動等，從而達不到完全“失重”狀態(tài)，而是一種“微重力”環(huán)境?！拔⒅亓Α笔菍Α笆е亍钡钠x，其大小可以通過航天器所受干擾力的加速度值來度量。為了掌握并消除各種干擾對航天器內(nèi)科學(xué)實驗載荷影響，為科學(xué)實驗提供所需高微重力水平實驗環(huán)境，就需要準確測量科學(xué)實驗載荷微重力水平。

本次任務(wù)在微重力環(huán)境下開展寬量程、寬頻段和多分辨率三種不同類型的加速度測量技術(shù)試驗，驗證空間站高微重力實驗柜懸浮實驗系統(tǒng)和流體物理實驗柜主動隔振系統(tǒng)中關(guān)鍵的加速度測量模塊功能性能，確保正式產(chǎn)品滿足任務(wù)要求，同時也為未來空間高精度微重力測量提供技術(shù)儲備。

3

時間觸發(fā)控制電子系統(tǒng)試驗

采用新一代綜合電子信息體系結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過飛行試驗，驗證了系統(tǒng)在空間環(huán)境下的適應(yīng)性，以及全局時序分配、分時分區(qū)數(shù)據(jù)流調(diào)度、大容量數(shù)據(jù)高安全高可靠傳輸?shù)龋瑸樾乱淮d人飛船等新型航天器電氣系統(tǒng)研制提供技術(shù)和數(shù)據(jù)積累。

4

泄漏碰撞檢測系統(tǒng)試驗

通過對新一代載人飛船試驗船艙壁結(jié)構(gòu)內(nèi)聲信號本底進行采集，以及對模擬碰撞及泄漏聲發(fā)射信號檢測，驗證載人航天器在軌泄漏及碰撞定位算法，以及聲傳感器和泄漏碰撞檢測儀在軌工作性能，為后續(xù)載人航天器在軌泄漏及碰撞定位提供技術(shù)儲備。

5

光纖光柵傳感系統(tǒng)試驗

通過布設(shè)在新一代載人飛船試驗船內(nèi)的溫度、應(yīng)變兩種光纖光柵傳感器，獲取真實飛行環(huán)境下試驗船的溫度、應(yīng)變等狀態(tài)，驗證光纖光柵傳感器應(yīng)用于航天器狀態(tài)監(jiān)測的可行性，為飛船結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

6

金屬/陶瓷材料在軌高精度成型實驗

在人類探索太空過程中，設(shè)備和材料的“補給線問題”，一直阻礙著人們飛向更遠空間。隨著太空3D打印技術(shù)快速發(fā)展，實現(xiàn)航天器零部件的“自給自足”正在成為可能。

為進一步提升制造精度、擴大可用于太空制造的材料譜系，本次實驗針對太空失重環(huán)境配制亞微米級精細軟物質(zhì)材料（金屬陶瓷材料），通過調(diào)整其流變性能，在軌完成對材料形態(tài)的精確控制，實現(xiàn)首次空間高精度（表面粗糙度0.2um）立體光刻增材制造技術(shù)驗證，為我國立體光刻增材制造的應(yīng)用與發(fā)展提供技術(shù)儲備。

7

基于金屬3D打印技術(shù)的立方星部署器

試驗船搭載一個立方星部署器。立方星部署器采用國際最先進的金屬3D打印技術(shù)、最新的3D打印設(shè)計優(yōu)化算法與材料，大幅降低了設(shè)計重量，提高了結(jié)構(gòu)強度；本次飛行驗證了立方星3D打印新型部署器的結(jié)構(gòu)強度、材料性能和空間環(huán)境適應(yīng)性，為“3D打印+航天”的大規(guī)模應(yīng)用和未來空間站在軌釋放、機動部署微納衛(wèi)星提供了數(shù)據(jù)，儲備了技術(shù)。

8

微生物采油菌種搭載實驗

試驗船搭載了華東理工大學(xué)的微生物采油菌種。微生物采油是利用微生物自身有益活動或代謝生物表面活性劑等產(chǎn)物提高原油采收率、延長油田開發(fā)壽命的新技術(shù)，目前為國際上油田開發(fā)領(lǐng)域研究熱點。實驗利用太空極端環(huán)境對原始野生菌株進行誘變，有望獲得特異性強、性能更加突出、有工業(yè)應(yīng)用價值的突變菌株。

除此以外，試驗船內(nèi)還有不少其他“乘客”——

自神舟一號飛行任務(wù)開始，中國載人航天工程辦公室在每次飛行試驗任務(wù)中，都安排了實驗類搭載項目，先后搭載過特色花卉、野生菌、中藥材、經(jīng)濟作物等近百個品種的籽種、枝條、菌種，促進太空生物科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

太空育種基地

神舟十號搭載培育的龍膽草

此次任務(wù)試驗船在軌飛行約67個小時，軌道高度約300~8000公里。在軌飛行期間，試驗船穿越的范艾倫輻射帶，接受的空間總輻射劑量和微重力環(huán)境均與以往神舟飛船、天宮實驗室所經(jīng)歷的空間環(huán)境不同，為開展空間輻射生物學(xué)研究、空間誘變和航天育種研究與實驗提供了前所未有的寶貴機會。因此，試驗船中還安排了航天育種、空間生物等相關(guān)實驗類項目75個。既有來自云南省、寧夏回族自治區(qū)等與中國載人航天工程辦公室具有戰(zhàn)略合作關(guān)系的地方政府項目，也有由中國航天育種產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟推薦的特色項目。涵蓋農(nóng)作物、林草花卉、中草藥種子和生物菌種實驗裝置，還有對基礎(chǔ)研究具有重要科學(xué)價值的模式植物和模式動物實驗樣本，搭載樣本總數(shù)達988件（份）。

試驗船中搭載的部分種子