液體·家蠶·幹細胞--看「實踐十號」衛星上的三堂太空實驗課

科技 04-16

新華社北京４月１６日電題：液體·家蠶·幹細胞——看「實踐十號」衛星上的三堂太空實驗課

新華社記者吳晶晶榮啟涵

４月６日凌晨，搭載著１９位「特殊乘客」的「實踐十號」返回式科學實驗衛星開始了為期１５天的太空之旅。現在，旅程已過大半，這些「特殊乘客」在太空還適應嗎？它們的實驗任務進行得怎麼樣？這些實驗到底有什麼用？……

我們從「實踐十號」給你帶來了三堂太空實驗課。

【第一堂課：太空中如何讓液體「聽指揮」？】

我們知道，在地球上由於重力作用，水往低處流，隨形而變。而在太空中，由於重力消失，水會以球體狀態懸浮在空中，在容器里的液體會順著容器壁往上爬。

未來我國要建設空間站，宇航員在太空長期生活，要喝水、洗衣服，但水在太空中「不聽話」怎麼辦？這就涉及空間流體管理，而「實踐十號」上的「熱毛細對流實驗」對流體管理問題的探索就是要嘗試解決這個問題。

什麼是熱毛細對流？「實踐十號」載荷主任設計師、中科院力學所研究員段俐介紹說，在地球上由於重力作用，浮力對流是自然對流的主要形式，而在太空中，由表面張力驅動的熱毛細對流是自然對流的主要形式。其實在我們生活中熱毛細對流也很常見，比如粥在冷卻後表面形成的渦胞結構就是它引起的。

段俐說，空間流體管理除了宇航員的生活需要，還有太空中飛行器需要液體燃料進行驅動實現變軌、調姿、對接等，液體燃料貯箱如何設計才能保證液體燃料推進，就需要對熱毛細對流進行研究。

研究熱毛細對流還有重要的實際應用價值，例如晶體優質生長。受到浮力對流等影響，晶體在地面上生長會產生缺陷，那麼太空中能否長出完美晶體？

「國內外已開展了多次空間晶體生長實驗，雖然基本克服了浮力對流等不利影響，但生成的晶體質量仍然不那麼盡如人意，其原因就在於太空熱毛細對流的不穩定性。」段俐說，「這就需要開展實驗研究，對空間和地面的晶體生長進行優化設計。」

據介紹，這項實驗是在一個環形液池中進行，液池中盛放硅油，通過不同的溫度梯度來產生熱毛細對流。原計劃共進行１５次實驗，實驗條件都不一樣，有的是加溫方式不一樣，有的是液體體積比不一樣，其中１３次在返回前進行，其餘在留軌艙進行。

從紅外熱像儀拍攝的畫面看，環形液池中的液體像花瓣一樣，不斷發展變幻。「這說明熱毛細對流表面波在不斷變化。」段俐說。

「從目前已經完成的實驗看，實驗結果非常漂亮，原定目標已經全部實現，在國際上首次取得了熱毛細對流體積效應的實驗結果。」段俐說，與地面實驗相比，我們觀察到很多不同，比如說液體表面波不一樣，溫度振蕩現象也比地面規律得多，但其機理還需要全部實驗完成後進行分析研究。

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