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中國“神舟”四號三大科學(xué)實驗首次詳細揭秘(圖)

2003年01月16日 16:04


神舟四號太空細胞融合實驗成功



中國“模擬人”進入“神舟”四號


  中新網(wǎng)1月16日電 神舟四號飛船去年12月30日發(fā)射升空后,7天的太空旅行讓隨飛船上天的有效載荷“滿載而歸”。

  據(jù)中國航天報報道,至1月10日,隨飛船上天的8種有效載荷在接受全面考核的基礎(chǔ)上,部分科學(xué)實驗已掀開“紅蓋頭”。在中國科學(xué)院空間中心、力學(xué)所,專家、院士介紹了相關(guān)情況。

  ——首批監(jiān)測數(shù)據(jù)新出爐

  正像地面活動受天氣影響一樣,神舟四號飛船在軌運行也會受到空間天氣的影響。太空中的各種帶電粒子輻射和中性大氣是威脅航天員生命,影響飛船正常工作的重要因素之一。

  在中國神舟號飛船上進行大規(guī)?臻g環(huán)境監(jiān)測還屬首次,此實驗摸清了飛船軌道空間的高能帶電粒子分布情況。神舟四號飛船軌道高能帶電粒子以電子為主,質(zhì)子和重離子較少,主要分布在南大西洋上空。其粒子分布區(qū)域較氣象衛(wèi)星軌道的粒子分布區(qū)域小,位置偏南。

  探測結(jié)果表明,在地磁寧靜期,飛船的表面靜電電位不高,最低為負12伏。在飛船光照區(qū),飛船表面為正電位,通常在正20伏以下。飛船從陰影區(qū)進入光照區(qū)后,正電電位最大,然后逐步降低。

  此次探測還表明,低能粒子數(shù)量不多,其對飛船表面的充電效應(yīng)小于太陽的光電效應(yīng)。高能質(zhì)子和重離子數(shù)量不多,引起的單粒子效應(yīng)也不嚴重,目前單粒子事件探測器還未監(jiān)測到單粒子翻轉(zhuǎn)。

  從2000年至2001年,是太陽活動期,從神舟四號飛船發(fā)射到今后幾年內(nèi)是空間天氣的寧靜期!帮L和日麗”的空間天氣,為未來載人飛行提供了有利的機遇。

  中國科學(xué)院空間中心環(huán)境探測室主任王世金、研究員朱光武介紹說,軌道艙空間環(huán)境監(jiān)測的8臺探測儀器在飛船升空后第59圈,即1月2日傍晚開始加電工作,當晚首批探測數(shù)據(jù)發(fā)回地面。3臺固體徑跡探測器隨返回艙返回地球,待兩個月后結(jié)果才可明晰。留軌的8臺探測儀器隨軌道艙在軌運行半年,對飛船運行軌道進行更詳細的監(jiān)測,為研究和預(yù)報空間環(huán)境、改進飛船設(shè)計等提供數(shù)據(jù)服務(wù),為載人飛船的正式飛行當好“偵察兵”。

  ——首創(chuàng)微波遙感三合一

  首次用于飛船的多模態(tài)微波遙感器由微波輻射計、雷達高度計、雷達散射計三種模態(tài)儀器構(gòu)成。這種遙感器隨飛船上天,結(jié)束了中國航天沒有微波遙感的歷史。盡管國外也有三個模態(tài)同時上星的先河,但三個模態(tài)有統(tǒng)一監(jiān)控系統(tǒng)控制概念的版權(quán)屬于中國。

  神舟四號飛船成功發(fā)射第三天時,多模態(tài)微波遙感器開始工作,獲得了輻射計和高度計模態(tài)的數(shù)據(jù)。散射計在飛船返回艙回收后的第二天晚上開始工作,至今數(shù)據(jù)不太多。對這些天來接受到的大量數(shù)據(jù),中國國家海洋局與中科院空間中心一起進行了分析。

  地球有60%~70%被云層覆蓋,多模態(tài)微波遙感器不論刮風下雨和白天黑夜都能全天候的工作,彌補了可見光、紅外技術(shù)在惡劣天氣下不能工作等缺陷。目前,上天的遙感器工作正常,留軌半年后,積累的數(shù)據(jù)可以為海洋、氣象業(yè)務(wù)衛(wèi)星提供技術(shù)基礎(chǔ)?臻g中心姜景山院士說,如果這種遙感器用于今后的海洋和氣象衛(wèi)星上,對進一步分析海洋災(zāi)害、資源、風場,海洋動力環(huán)境和海氣能量的轉(zhuǎn)換等方面都會產(chǎn)生重要的作用和影響。

  ——首次液滴太空 喜遷移

  液滴熱毛細遷移實驗是神舟四號飛船有效載荷的一部分。

  眾所周知,在地球上由于浮力的作用,水中油滴會漂浮到水面,在太空微重力環(huán)境下,液滴的熱毛細遷移現(xiàn)象會突現(xiàn)出來。如果在某種液體中施加溫度梯度,液體中的液滴就會由溫度低的區(qū)域向溫度高的區(qū)域移動,并留下一條運動軌跡。從液滴在太空中的“遷移”現(xiàn)象,可研究液滴在微重力環(huán)境下的遷移速度、軌跡、尾跡情況。神舟四號飛船安裝在實驗設(shè)備中的攝像機把氟液液滴在硅油中運動的全程拍攝下來,并傳回了實驗進行過程中的圖像。

  液滴遷移實驗是首次在神舟號飛船上搭載的、在長時間穩(wěn)定的微重力環(huán)境下進行的空間微重力流體物理科學(xué)實驗。1月7日,4件通用流體實驗裝置已隨返回艙返回,正在做進一步的分析,分析結(jié)果要等到三四個月之后。目前,從已經(jīng)下傳的遙測數(shù)據(jù)、工程參數(shù)、科學(xué)數(shù)據(jù)及圖像表明,中國自行研制的空間科學(xué)設(shè)備全部工作正常,實驗按預(yù)先的設(shè)計完成,獲得成功。

  中科院力學(xué)所研究員解京昌說,液滴熱毛細遷移實驗除具有重要的學(xué)術(shù)價值外,還有著重要的空間應(yīng)用背景。此次空間實驗使微重力流體實驗在某些關(guān)鍵實驗技術(shù)上獲得突破,取得了重要的技術(shù)進步并為今后的空間流體物理實驗積累了寶貴的經(jīng)驗。在微重力流體物理學(xué)科方面,將會獲得有價值的學(xué)術(shù)研究成果。此次空間科學(xué)實驗的成功,標志著中國微重力流體物理空間科學(xué)實驗的研究能力已處于國際先進水平。(宋麗芳)



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