本报记者 刘苏雅

　　在体积站的三个舱段中，梦天实验舱最重要的承受体积科学实验任务。华夏科学院结合优势力量协同攻关，研制了超冷原子物理实验柜、高精度时频实验柜、高温资料科学实验柜、两相体系实验柜、流体物理实验柜、燃烧科学实验柜、在线修理装调实验柜等7个方面的8个科学实验柜。

　　应用这点实验柜，重力掩藏下的多相流与相变传热、根基燃烧进程、资料凝固机理等物质本质规则探讨以及超冷原子物理等前沿实验探讨将在太空展开。日前在上述方向已规划布置了约40项科学实验名目，此中包涵部分世界合作探讨，预期能在上述范畴做出示有世界水准的科学探讨效果。

　　30亿年误差仅1秒

　　早在2016年，一辆精度多达3000万年误差1秒的冷原子微波钟，就曾随天宫二号遨游太空。此刻，比它还准的冷原子锶光钟作为高精度时频实验体系的焦点构成部分，跟随梦天实验舱初次映入太空，将实现30亿年误差1秒的精度。

　　高精度时频实验体系是中科院本次上好的实验体系中独一一对“双胞胎”。“可行说它是本批实验体系中构造最繁杂、研制难度第一大的。”高精度时频实验体系研制任务总指挥、责任科学家张首刚推荐，该体系包涵了主动氢原子钟、冷原子微波钟、冷原子锶光钟等13台单机，区别安装在舱内和舱外，此中舱内分为时频柜Ⅰ、时频柜Ⅱ。

　　在太空发生高精度时间有何用？张首刚说，体积站提供的超高精度时间频次信号，将以于相干根基物理探讨实验，如引力红移的测量、精细构造常数浮动的探测等，支撑相对论及相干理论的高精度检测。也可行为地面少许重要科技根基设备提供高精度时间同步信号，提高其功能。

　　另外，在线修理装调操作柜也是精密操作的代表，该柜主任设置师张璐将它比作“太空修理工厂”。箱体内装备的一套7自由度的灵巧机械手，可实现精度达0.1mm的操作。它装备的智能诱导修理体系将为航天员减负，加强现实眼镜会提供清楚直观的操作修理指引，没有需再翻阅厚厚的操作手册。

　　从“一律零度”到1600摄氏度

　　人力缔造的极其要求，对科学探讨来讲极为宝贵。在梦天实验舱中，科学实验柜能在太空缔造出低至挨近“一律零度”，高至1600摄氏度的实验要求。

　　“超冷原子物理实验柜可行带领咱们以地面子上不可能的形式映入量子力学的奇异全球。”超冷原子物理实验柜副主任设置师汪斌说，该柜是我们国家首个微重力要求下运转的超冷原子物理实验平台。应用体积站优越的微重力要求和一系列新方法新技艺，有望制备出距“一律零度”以上仅千亿分之一摄氏度范畴内的超低温量子气体，将能观测到肉眼可视的宏观量子景象。在微重力要求下，鉴于超冷原子物理实验体系展开的重要物理难题探讨，有望超过地面的节制得到重要根基科学突破，为根本物理定律提供更高精度的检测。

　　高温资料实验柜则恰恰与之相反，它的最高加热温度可达1600摄氏度，且能长时间维持稳固，振动不超越正负0.25摄氏度。经过X射线成像，科学家可行实时观看各式资料在微重力的高温环境下熔化、凝固的进程。该柜还可行提供旋转磁场、主动冷却、提速度测量等附带功效和操作。

　　微重力环境有望制备出地面环境难以实现的微观构造匀称、没有缺陷的高品质资料，继而开发出新款、颠覆性的资料。高温资料科学实验柜科学实验体系主任设置师刘学超显露，该柜第一批将一次性自动化批量展开16支样品的科学实验，最重要的包括高温合金资料、功效晶体资料和化合物半导体资料。未来，新款半导体资料、生物纳米资料、燃料资料、领先进步陶瓷及复合资料等新款资料都有机会展开在轨探讨。

　　实验舱里将“点火”烧开水

　　假如在太空点燃一簇火苗，其形状将出乎你的预想——它表现出一团圆圆的“火球”。燃烧科学实验柜的最重要的任务，即是在太空“点火”，展开微重力燃烧根基科学探讨。

　　“大伙可能会有疑问，在体积站做燃烧实验会不会很危险？这十足不用担忧，咱们的燃烧室密封十分好，不会作用体积站运转。”燃烧科学实验柜科学实验体系主任设置师郑会龙解释，在轨燃烧实验的第一大燃烧量仅100瓦，大约差不多于点燃3根蜡烛。

　　气体供应、点火燃烧、图像拍摄、废气释放等燃烧实验可在燃烧科学实验柜中全自动发展，火焰形貌、构造、温度、速度、产品组分等消息可被清楚捕捉测量。相干数据将助力燃烧根基科学难题、空天推行、燃烧资料合成、航天器防火灭火等根基及利用技艺的进行。

　　几次太空授课中，“太空教师”的最重要的道具皆是流体，其背后隐含的则是大批微重力流体的根本常识。在失重概况下流体活动受甚么操控？流体物理实验柜科学实验体系主任设置师、责任科学家康琦以烧开水来打比方。热对流的典范利用之一即是烧开水，但在微重力环境下，热对流体制会产生极大浮动，浮力效用差不多消失，温差引起的外表张力浮动在流体造成对流的进程中将成为主导要素。

　　微重力环境为流体缔造了近乎理想的各向同性探讨要求，流体活动体现出的众多新规则、新体制，都要经过太空实验探讨来从新认识。流体物理实验柜能干脆周全观测流体的速度场、温度场、浓度场、外表形状改变等，以及流变和自组织特性。

　　两相体系实验柜则瞄准了蒸发与冷凝、沸腾和热管传热、体积在轨流体治理等科学探讨与技艺认证。随柜发射的首次发布科学实验模块将发展体积蒸发对流与相变传热强化实验探讨，其集成了3组封闭式蒸发液池和9种不同外表资料蒸发台，计划在轨达成600次不同工况的液滴和液层蒸发实验。