一睹中国太空“黑科技”——高微重力实验柜

高微重力柜中的悬浮实验台，是实现高微重力环境的关键设备，也是太空“黑科技”之一。

近日，悬浮实验台首次解锁，我们也得以一睹这项太空“黑科技”。

在为“天和”核心舱研制的高微重力科学实验柜研制中，来自中国科学院空间应用工程与技术中心的研究人员将微重力水平提升了至少2个数量级，达到到10-7g水平。

那么，他们怎么做到的？

“对于10-7g这种量级的高微重力水平，很多平常不起眼的因素都会造成破坏性影响。这些影响因素包括空间站整体环境、空间站舱内气流以及实验载荷本身的力学性质等。”李宗峰解释道。而消除这些影响因素的策略则可以被总结为“隔振”二字。

为此研究人员设计了双层实验系统，还让它们分别“悬浮”起来，从而最大程度上消除振动，完成微重力水平的极限挑战。

这一系统由外体和内体组成，科学载荷安装于内体上，外体隔离外部的各种扰动力。其核心工作模式有两种。第一种为“柜内磁悬浮控制模式”，也被称为“单层主动隔振模式”。工作状态下，外体固定在实验柜中，内体通过主动隔振控制实现10-6g的微重力水平。“这一模式已在天舟一号上得到了验证。”李宗峰说。

第二种为“柜外跟随控制模式”。工作状态下，内外体实验系统整体在核心舱的空间内飞行，内体不受控制力，外体用精心设计的控制回路对内体进行姿态、轨道跟随。这时，由于内体不受引力以外的力，就能够实现10-7g的高微重力水平。

据了解，这是国际上首次在空间站舱内采用双层悬浮的模式实现内体的高微重力水平，有望为高精度的科学实验提供更好的微重力环境。