天宮二號綜合材料實驗平台

天宮二號綜合材料實驗平台是工程人員歷經三年多的攻關，專門研製的一套綜合材料實驗裝置。

天宮二號綜合材料實驗平台隨著發射的“天宮二號”空間實驗室進入太空，開展科學實驗。

基本介紹

• 中文名：天宮二號綜合材料實驗平台
• 組成部分：材料實驗、電控箱和樣品
• 重量：27.6kg
• 最大功率：200kW

組成部分

天宮二號綜合材料實驗平台分為三部分，裝置主體為材料實驗爐，除此之外，還有電控箱（用以精確控制實驗爐工作）和樣品袋（內裝有12隻安瓿，安瓿是一種密封的樣品管，內含需要製備或測試的材料，實驗爐本身已預裝了6種樣品材料，再加上這12隻安瓿里的材料，就是上面提到的18種材料）。

工作原理

材料實驗爐由2個部分組成——加熱爐單元和樣品管理單元。整個結構非常類似於左輪手槍，加熱爐單元具有一個直徑18毫米的爐膛，像是左輪手槍的“槍管”，這個槍管中最高可加熱到950℃的高溫，空間材料的製備和處理就是在這個高溫“槍管”中完成的。通過控制“槍管”中的溫度，可實現材料的熔化和凝固，從而在空間微重力條件下製備出地面難以合成的高質量材料。

材料實驗爐

樣品管理倉類似於左輪手槍的“彈夾”，它一次能夠裝6顆“子彈”，即能夠完成六種材料樣品的高溫製備和處理。當其中某個樣品需要進行生長時，就將該樣品的料艙對準“槍管”並慢慢將“子彈”推進“槍管”中，然後槍管加熱到高溫，按預定工藝實現這個工位所裝樣品的生長。這套裝置的提拉速度，也就是“子彈”在“槍管”中的運動速度，可以控制在每小時0.5毫米到100毫米，最大的移動距離是178毫米。以這種形式完成一個樣品的高溫實驗後，可以把該樣品退回到它所在的“彈夾”中，然後如左輪手槍那樣，轉動彈夾使得第二個樣品料艙到位並將樣品送進“槍管”中進行實驗，這樣可依次完成6個料艙中的樣品實驗。

樣品管理倉

“材料電控箱”是這套裝置的“大腦”，由許多的元器件及積體電路構成，而這些構件又可以看作是“腦細胞”，也分別具有不同的功能。“材料電控箱”不但控制著材料實驗爐的所有功能和動作，還負責與外界的信息傳輸和交流，實驗裝置的供電、實驗數據向地面的傳輸均是通過這個“大腦”與平台的聯繫來完成的。

　“材料樣品工具袋”，顧名思義，就是用來裝材料樣品的，內裝有12隻安瓿（安瓿是一種密封的樣品管），內含需要製備或測試的材料。

材料電控箱

實驗過程

“天宮二號”在軌飛行實驗期間，駐守的航天員將對材料實驗爐進行開蓋換樣操作，這將是中國首次實現空間材料實驗的航天員在軌操作。

第一批次6個樣品隨爐子一起發射升空後直接開展實驗，之後由航天員進行爐子開蓋換樣品操作，將實驗後的樣品取出放入樣品工具袋，接著將第二批次的樣品放入材料實驗爐內，等第二批實驗完成後，再由航天員換上第三批次的樣品，並將前兩批完成的實驗樣品裝入材料樣品工具袋，帶回地面，供科學家研究。

研製單位

天宮二號綜合材料實驗平台由中科院上海矽酸鹽研究所牽頭，聯合中科院國家空間科學中心，中科院蘭州技術物理研究所共同承制。

其中上海矽酸鹽所作為項目牽頭單位負責實驗裝置整機研製，同時承擔材料實驗爐中加熱爐單元和材料樣品工作袋的研製，國家空間科學中心承擔“材料電控箱”的研製，蘭州技術物理研究所承擔材料實驗爐中真空室和樣品管理單元的研製。