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上海硅酸盐所研制的载荷乘“实践十号”卫星入太空开展科学实验研究
2017-09-08 16:26:27 | 编辑: | 【 【打印】【关闭】

  2016年4月6日凌晨1点38分,我国首颗微重力科学实验卫星—“实践十号”返回式科学实验卫星由长征二号丁运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。这是继“悟空”暗物质粒子探测卫星之后,中国科学院空间战略性科学先导专项首批系列科学实验卫星中的第二颗。中国科学院院长白春礼代表院党组向中国科学院上海硅酸盐研究所发来贺信,向全体参研人员表示热烈祝贺和诚挚问候。

  实践十号”卫星是专门用于空间微重力科学与应用研究的实验平台,其主要科学目标是利用太空中的微重力等特殊环境,开展涉及微重力流体物理、微重力燃烧、空间材料科学、空间辐射效应、重力生物效应和空间生物技术等六大领域共计19项科学实验研究。其中,针对空间材料科学与应用研究目标,中国科学院上海硅酸盐研究所科研团队,联合中国科学院国家空间科学中心和航天科技集团第五研究院510研究所,共同研制成功了一套精密的空间材料科学实验有效载荷—“多功能材料合成炉”(简称多功能炉),作为“实践十号”卫星的主载荷进入太空开展科学实验研究。

  “工欲善其事,必先利其器”。要在遥远的太空轨道上开展空间微重力材料科学研究并非易事,而多功能炉正是能够满足空间材料熔体科学实验需求的“利器”。在极其有限的空间资源约束下,联合团队发扬航天精神,攻克了多项关键技术,解决了高效节能保温技术、机械运动组件的高可靠性、高精度温控与样品位置精密控制等一系列工程化难题,满足了国内外材料科学家提出的多种不同材料苛刻实验条件的应用需求。

  多功能炉是集机、电、热于一体的综合性智能化装备,具有体积小、质量轻、功耗低和自动化程度高等优异特点。仅需不到百瓦的功耗,就能将900℃以上的高温材料熔融,在微重力条件下开展新材料、新工艺以及材料科学机理问题的研究。在空间微重力状态下,通过自动控制,多功能炉可将直径约10mm8种不同材料(半导体材料、金属及合金、复合材料和亚稳材料等)实验样品依次进行高温熔化、控制凝固和降温处理。完成空间实验后,材料样品随卫星的“返回舱”回收,由科学家进一步开展深入细致的分析研究。通过这些空间材料科学实验研究,有望改善特殊材料的加工工艺以及促进新材料新性能的开发与应用,为我国空间材料科学的发展做出新的贡献,并为我国下一步的载人空间站工程实施奠定基础。

  在多功能炉的8项材料实验中,上海硅酸盐所研究团队承担了Bi2Te3基热电半导体晶体空间生长与性能研究和InGaSb三元光电晶体的空间生长、数值模拟与物性研究。这些项目在地面进行了大量的工艺参数探索和优化,有望获得具有价值的原创性的空间科学研究结果。

  此外,上海硅酸盐所的科研团队为“实践十号”卫星载荷提供了高温多层隔热材料,研制了天线防热窗。天线防热窗应用于"实践十号"返回式卫星的测控通信系统,具有优异的力学性能、耐热冲击性能及优良的导电性能等。返回式卫星再入大气时温度高达1400℃以上,天线防热窗能起到防热耐烧蚀的关键作用,保证了“实践十号”天线系统的正常工作,为“实践十号”飞行任务的顺利实施奠定了坚实基础。 

  此时此刻,仰望苍穹,有一道微光划过天际,那就是“实践十号”。

  此时此刻,多功能炉正随着“实践十号”遨游于太空、紧张有序的执行在轨科学实验任务,我们期盼着它平安返回、满载而归的那一天。

多功能材料合成炉正样件产品

中国科学院院长白春礼发来贺信

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