科技日?qǐng)?bào)實(shí)習(xí)記者 孫瑜
10月31日，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射升空并與天和核心艙成功對(duì)接，后續(xù)其將與天和核心艙、問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙三艙形成“T”字構(gòu)型，國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室正式建成。
夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙作為我國(guó)最先進(jìn)的太空實(shí)驗(yàn)室，主要面向微重力科學(xué)研究，并配置了流體物理、材料科學(xué)以及航天技術(shù)試驗(yàn)等多學(xué)科試驗(yàn)平臺(tái)。
此次“夢(mèng)天”啟程太空，航天科技集團(tuán)五院為其配備了不少“神器”。
國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的空間能源轉(zhuǎn)換裝置
空間高效自由活塞斯特林熱電轉(zhuǎn)換裝置（以下簡(jiǎn)稱(chēng)斯特林熱電轉(zhuǎn)換裝置）作為夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙艙內(nèi)的驗(yàn)證項(xiàng)目之一，被安裝在航天基礎(chǔ)試驗(yàn)機(jī)柜內(nèi)。它是目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的空間能源轉(zhuǎn)換裝置。
斯特林熱電轉(zhuǎn)換裝置可將放射性同位素?zé)崮苻D(zhuǎn)換為電能，屬于“動(dòng)態(tài)”空間同位素電源系統(tǒng)中最先進(jìn)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)，其具有高效率、高比功率等顯著特點(diǎn)。
目前，國(guó)際上尚未開(kāi)展斯特林熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)的空間應(yīng)用，因此夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的驗(yàn)證試驗(yàn)將是國(guó)際首次。此次在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)進(jìn)行斯特林熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)科學(xué)試驗(yàn)的目的，是為了進(jìn)一步驗(yàn)證在空間環(huán)境下該項(xiàng)技術(shù)的適應(yīng)性及可靠性，為我國(guó)空間先進(jìn)電源技術(shù)的發(fā)展提供技術(shù)支持，為未來(lái)“深空探測(cè)”計(jì)劃提供技術(shù)儲(chǔ)備。
可完全屏蔽X射線的“黑科技”
夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙應(yīng)用的X射線透射成像系統(tǒng)是空間站材料實(shí)時(shí)觀察實(shí)驗(yàn)主載荷，也是世界第一臺(tái)在載人航天器中使用的、具有利用X射線透射成像原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)功能的科學(xué)裝置。它在資源與空間受限的情況下實(shí)現(xiàn)了對(duì)X射線的完全屏蔽，是具有歷史意義的科學(xué)裝置。
通過(guò)X射線透射成像系統(tǒng)，研究人員可實(shí)時(shí)觀測(cè)空間材料實(shí)驗(yàn)，獲得空間材料樣品制備過(guò)程中的實(shí)時(shí)科學(xué)數(shù)據(jù)。這對(duì)于認(rèn)知材料物理與化學(xué)過(guò)程的本征規(guī)律，指導(dǎo)和推動(dòng)地基材料制備工藝和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，服務(wù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要意義。
神秘的“天宮八卦爐”
夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)有個(gè)“天宮八卦爐”——高溫爐及批量樣品管理系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)高溫爐系統(tǒng)），其旨在推動(dòng)空間高溫材料科學(xué)研究。
作為高溫材料溶固實(shí)驗(yàn)主載荷，高溫爐系統(tǒng)具有“多溫場(chǎng)聯(lián)動(dòng)、多功能制備、全自動(dòng)壓控”的特點(diǎn)，是一個(gè)全新的綜合型空間材料試驗(yàn)設(shè)備。其內(nèi)部的精密傳動(dòng)單元可提供14種試驗(yàn)工況配置，使我國(guó)空間材料設(shè)備首次具備溫場(chǎng)“區(qū)熔”功能。
同時(shí)，全新的材料制備方法改變了我國(guó)同類(lèi)設(shè)備工況少、功能單一的狀況。設(shè)備內(nèi)部的綜合熱控單元建立了溫度梯度，實(shí)現(xiàn)了材料制備溫度的高穩(wěn)定性，讓航天員在親自操作時(shí)“手感溫度剛剛好”。
吞吐海量信息的“隨船秘書(shū)”
夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙里的儀表計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件是實(shí)驗(yàn)艙儀表數(shù)據(jù)處理的中樞系統(tǒng)。它就像一個(gè)吞吐海量信息的“隨船秘書(shū)”，為夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙執(zhí)行空間站任務(wù)護(hù)航。
當(dāng)?shù)孛嫦驂?mèng)天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)送指令后，實(shí)驗(yàn)艙的儀表計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件就正式開(kāi)始自主運(yùn)行。當(dāng)夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙與天和核心艙完成對(duì)接后，“隨船秘書(shū)”將推動(dòng)天和核心艙、問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙形成“工作群”，實(shí)現(xiàn)信息的交互。
實(shí)驗(yàn)艙的儀表需要處理大容量數(shù)據(jù)，并且解算數(shù)據(jù)信息的方式各異，參數(shù)間的關(guān)聯(lián)紛繁復(fù)雜，尤其是總線的通信負(fù)荷量巨大。為了解決這一難題，儀表計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件研制團(tuán)隊(duì)通過(guò)設(shè)置合理的任務(wù)分配及優(yōu)化算法，有效解決了總線通信吞吐量大和對(duì)實(shí)時(shí)性需求高的問(wèn)題。
逐夢(mèng)蒼穹的“光影小助手”
艙外云臺(tái)燈將是夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的“光影小助手”。它不僅將為航天員長(zhǎng)期在軌駐留及開(kāi)展艙外維修、科研活動(dòng)提供良好的照明，還將為航天員的出艙活動(dòng)、拍攝“太空大片”提供美輪美奐的光影效果。
夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射時(shí)，艙外云臺(tái)燈收攏在工作艙艙壁，入軌后第一個(gè)展開(kāi)并鎖定。它能夠提供空間站艙外的動(dòng)態(tài)照明、伴隨照明，支持航天員出艙活動(dòng)和監(jiān)視攝像。同時(shí)，它還能夠調(diào)整角度，滿足中繼天線、太陽(yáng)翼在陰照區(qū)展開(kāi)以及轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)監(jiān)視攝像的不同照度需求，并具備在軌維修功能。
