10月31日，空間站夢天實驗艙在中國文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空。此次夢天啟程太空，搭載著三臺由中國航天科技集團有限公司五院510所(以下簡稱510所)研發(fā)的重要科學(xué)裝置：空間高效自由活塞斯特林熱電轉(zhuǎn)換裝置、X射線透射成像系統(tǒng)和高溫爐及批量樣品管理系統(tǒng)。這些凝結(jié)著科研人員智慧與心血的產(chǎn)品，駛向了太空深處。

　　探索空間高效電源新技術(shù)

　　空間高效自由活塞斯特林熱電轉(zhuǎn)換裝置作為夢天實驗艙艙內(nèi)的驗證項目之一，安裝在航天基礎(chǔ)試驗機柜內(nèi)。作為獨立系統(tǒng)試驗?zāi)K，是目前國內(nèi)最先進的空間能源轉(zhuǎn)換裝置。

　　負責該裝置的高級工程師張安介紹，斯特林熱電轉(zhuǎn)換裝置可將放射性同位素熱能轉(zhuǎn)換為電能，屬于“動態(tài)”空間同位素電源系統(tǒng)中最先進的技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的“靜態(tài)”同位素溫差轉(zhuǎn)換電源技術(shù)，具有高效率、高比功率等顯著特點。目前，國際上尚未開展斯特林熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)的空間應(yīng)用。

　　張安說，此次空間科學(xué)試驗的目的是進一步驗證在空間環(huán)境下該項技術(shù)的適應(yīng)性及可靠性，獲得該技術(shù)在軌飛行應(yīng)用數(shù)據(jù)，進而結(jié)合在軌飛行試驗數(shù)據(jù)優(yōu)化工程樣機，加快飛行樣機的研制，為我國空間先進電源技術(shù)的發(fā)展提供技術(shù)支持，為未來“深空探測”計劃提供技術(shù)儲備。

　　“在線”實時觀察材料實驗過程

　　此次任務(wù)，510所科研人員成功研制了X射線透射成像系統(tǒng)(以下簡稱X射線系統(tǒng))，巧妙地利用X射線透射成像這一目前最先進的觀測方法，實現(xiàn)了在空間環(huán)境中對材料實驗過程進行“在線”實時觀察，可獲得空間材料樣品制備過程中的固/液界面形態(tài)、界面輸運效應(yīng)等實時科學(xué)數(shù)據(jù)，對于認知材料物理與化學(xué)過程的本征規(guī)律，指導(dǎo)和推動地基材料制備工藝和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

　　負責該裝置的高級工程師孫晉川介紹，X射線系統(tǒng)作為空間站材料實時觀察實驗主載荷，也是“世界第一”臺在載人航天器中使用X射線透射成像原理進行實驗的科學(xué)裝置。他說：“在載人航天器環(huán)境中，最核心的焦點是對航天員的保護，因此如何在資源與空間受限的情況下實現(xiàn)X射線的完全屏蔽，同時還能承受隨火箭上行時的力學(xué)環(huán)境的考驗，是擺在科研人員面前的首要難題，也是保證夢天艙安全性的重中之重。”

　　科研人員集智群策，勇趟科研“深水區(qū)”，在大量的分析與試驗總結(jié)下，設(shè)計的綜合屏蔽結(jié)構(gòu)，既保證了裝置在火箭上行時的力學(xué)可靠性，也確保了航天員的在軌安全。同時成功研制了空間成像結(jié)構(gòu)，使裝置的最高分辨率可達3μm，最大視場達30mm×20mm，最大穿透厚度為6mm，滿足絕大多種(類)材料的實驗需求，也使X射線系統(tǒng)成功實現(xiàn)了從專用設(shè)備到通用設(shè)備的轉(zhuǎn)變?！　?strong>

　　“神話八卦爐”功能多樣

　　在夢天實驗艙內(nèi)，510所研制的“天宮八卦爐”——高溫爐及批量樣品管理系統(tǒng)(以下簡稱高溫爐)將神秘、奇幻的中國神話轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實。作為實驗艙高溫材料溶固實驗主載荷，高溫爐系統(tǒng)是具有“多溫場聯(lián)動、多功能制備、全自動壓控”等特點的全新綜合型空間材料試驗設(shè)備，其內(nèi)部有諸多“黑科技”，精密傳動單元可為系統(tǒng)提供14種試驗工況配置，使我國空間材料設(shè)備首次具備溫場“區(qū)熔”功能；全新的材料制備方法，改變了我國同類設(shè)備工況少、功能單一的狀況，打破了國外技術(shù)壟斷；綜合熱控單元給設(shè)備建立了溫度梯度，實現(xiàn)了材料制備溫度的高穩(wěn)定性，讓航天員們在親自操作時“手感溫度剛剛好”。(科技日報 記者 頡滿斌)