送柜上天就像“嫁女儿”!中国科学家要在太空点把火

作者: 陈欢欢

来源: 中国科学报

发布日期: 2022-11-01 11:55:02

中国科学家计划在太空中进行燃烧科学实验,梦天实验舱将搭载燃烧科学实验系统,研究微重力下的火焰行为,以帮助人类更深层次理解燃烧机理。

随着梦天实验舱发射升空,中国科学家将在太空中点燃一把火。这把火来自太空实验室的新成员——燃烧科学实验系统。国际空间站曾经展示过低温燃烧的“冷焰”、形态完美的球状火焰等,令人印象深刻。据中国载人航天工程燃烧科学实验系统主任设计师、中科院工程热物理研究所研究员郑会龙透露,中国空间站肯定也会有这种令人惊叹的实验,可能还会展示更加奇妙的燃烧现象,帮助人类深层次理解燃烧机理。

燃烧是国际空间站的经典实验之一。数据显示,自2017年以来,国际空间站已经点燃1500多次火焰。清华大学副教授刘有晟告诉《中国科学报》,国际空间站上实现的完美火焰,其实是火焰在微重力下形成了理想流场。在中国空间站的首批燃烧科学项目中,最有代表性的项目正是燃烧速度场观测实验。利用粒子图像测速(PIV)系统,中国空间站燃烧科学实验系统将对火焰内部进行流动测量和结构研究。

梦天实验舱燃烧科学实验系统将从气体、液体、固体3个角度研究燃烧,参研单位超过60家。刘有晟是气体实验插件的主要设计人,他来自宝岛台湾,在美国读博期间参与了国际空间站的微重力先进燃烧实验项目,经验较为丰富,2016年回国加入中国空间站燃烧科学实验系统研制工作中。虽然此前没有在大陆工作学习的经历,但刘有晟说,对于自己的专业发展来说,回国是最好的选择。

燃烧作为最早被人类发现利用的物理现象之一,直到现在仍有很大的研究空间。国际空间站的燃烧实验也一直处于“供不应求”的状态。在联合国征集的首批国际项目中,就有一个中日合作的燃烧实验未来将登陆梦天实验舱。双方联合设计了一个燃烧器,用以研究涡流对火焰的影响,对航天器的动力推进系统设计将有指导意义。

空间站里的每一台科学实验柜,放到地面都是一间标准实验室,将其搬到天上不仅要“浓缩”,还要考虑自动化和绝对安全,其难度可想而知。这对一支平均年龄只有30岁的团队来说是一次考验。燃烧科学实验系统最终能够按节点完成,郑会龙认为,主要得益于整个团队的共同坚守。从2021年春节之后,他们没有休息过一天。大家说,只要正样机没有交付就不休息。

参与中国空间站的建设,是荣誉,更是付出。团队起步时进行招聘,有人一听要做这么难的项目,便不来了。留下这些迎难而上的人,不知不觉成长起来,成为一支能完成国家重大任务的队伍,而他们中的绝大多数人都是“90后”。1996年出生的张晓武是郑会龙在实验柜项目中带的第一个研究生,从入门到成为团队顶梁柱,他只用了不到3年时间。今年硕士毕业的他已经入职研究所,继续负责燃烧科学实验系统相关工作。

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