实践十号返回式科学实验卫星发射圆满成功

正北京时间2016年4月6日1时38分,我国首颗微重力科学实验卫星——实践十号返回式科学实验卫星,由长征二号丁运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空.随后,卫星进入预定轨道,发射任务圆满成功.卫星回收舱在轨飞行若干天后,将利用我国成熟的返回式卫星技术按预定程序返回地球,并在内蒙古四子王旗着陆.回收的11台科学实验载荷及实验样品将交付科学应用系统,部分空间生命科学样     

热毛细对流表面波空间实验研究

介绍了实践十号返回式科学实验卫星19项科学项目载荷之一:热毛细对流箱表面波空间实验研究,包括项目研究目标、意义、研究内容、空间实验模型及地面匹配实验结果等.阐述了本项目开展空间实验研究的必要性,用科学的地面实验研究数据预测和对比微重力条件下可能获得的研究结果,展望本项目可能取得的成果.     

非金属固体材料在微重力环境中的着火及燃烧特性研究

微重力条件下固体材料的着火和火焰传播特性研究对于发展燃烧理论、保障航天器防火安全具有重要意义.由于地面设施微重力时间长度的限制,已有对微重力下材料燃烧过程的实验研究主要集中在热薄材料,而关于热厚材料的实验结果十分有限.作为实践十号(SJ-10)卫星科学实验项目之一,非金属材料燃烧实验将利用长时间微重力条件开展低速流动中典型热厚材料着火和火焰传播过程研究.简要介绍非金属材料燃烧项目的研究目标、空间实验内容、有效载荷技术特点和地面实验验证情况.     

微重力池沸腾过程中的气泡热动力学特征研究

微重力池沸腾过程中的气泡热动力学特征研究项目是实践十号返回式卫星科学实验任务之一,主要关注微重力池沸腾过程中孤立生长气泡周围局部流动与传热机理.目前,实验装置SOBER-SJ10正样产品已完成研制和地面测试,并开展了一系列地面对比实验.地面实验结果表明设备工作正常,性能指标达到设计要求.地面实验结果表明过冷度对起始沸腾过热度影响甚微.空间飞行实验将于近期进行,其结果将加深对沸腾传热机理的认识.     

SJ-10返回式卫星上的SCCO项目

SCCO项目是一个已持续了多年的国际合作项目,其英文全称为Soret Coefficients in Crude Oil,即原油中的Soret系数.在SJ-10返回式卫星项目中,中欧双方就SCCO项目展开合作,共同研制相关的载荷设备,搭载SJ-10卫星进行空间实验,本文简单介绍了该项目科学实验的研究目标和意义、空间实验内容,并对后期科学研究进行了展望.     

封面图片说明

正"实践十号"卫星为一个专门用于微重力科学和生命科学的空间实验平台.卫星前部为返回舱、后部为留轨舱,工作12天后两舱分离,材料、生物样品随返回舱返回地面,留轨舱载荷继续在轨工作3～5日.卫星无太阳能帆板,在轨期间可提供较好的微重力水平.(图文供稿:康琦,中国科学院力学研究所国家微重力实验室)     

空间辐射对基因组的作用和遗传效应研究

正太空辐射的风险和防护研究迫在眉睫,但我国在此方面的基础研究还很薄弱。空间辐射与地面常规辐射有很大区别,利用"实践十号"返回式科学实验卫星,在真正的空间环境中进行该项目研究是十分必要的。利用野生型和辐射敏感的动物细胞和果蝇模型,定量研究空间辐射对基因组稳定性改变的效应,寻找新的空间辐射敏感标志生物分子,为将     

微重力气液两相流动与池沸腾传热

综述了近年来中国科学院微重力重点实验室(国家微重力实验室)完成的一系列微重力气液两相流动与池沸腾传热方面的地基实验、飞行实验和理论研究等方面获得的主要成果.在微重力气液两相流动方面,提出了半理论Weber数模型用于预测微重力条件下气液两相弹-环状流转换,并采用Monte Carlo方法,针对气泡初始尺寸对泡-弹状流转换的影响进行数值研究.通过俄罗斯"和平号"空间站与IL-76失重飞机实验,获得了微重力下的气液两相流型图,与此同时在地面利用小尺度毛细管模型模拟了微重力气液两相流动特征.实验测量了微重力气液两相流压降,并基于微重力流动特性建立了一个泡状流压降关联模型.在微重力池沸腾传热方面,利用我国返回式卫星完成了两次空间实验,其中,第22颗返回式卫星搭载铂丝表面R113池沸腾实验采用控制温度的稳态加热方式,而实践8号育种卫星搭载平面FC-72池沸腾实验则采用控制加热电压的准稳态加热方式.同时,还进行了地面常重力和落塔短时微重力条件下的对比实验研究.观察到丝状加热表面微重力时轻微的传热强化现象,而平板加热表面微重力核态池沸腾低热流时传热强化、高热流时传热恶化.微重力实验中观察到气泡脱落前存在横向运动现象,据此分析了气泡行为与传热之间关系,并提出了一个预测丝状加热表面气泡脱落直径的半理论模型.旨在对相关领域的进一步发展和空间两相流系统的应用提供数据及理论支持.     

微重力条件下哺乳动物早期胚胎发育研究

正空间环境下哺乳动物与人类能否繁衍后代?空间微重力环境是否影响胚胎的正常生长和发育?一直是待解之谜。迄今为止,国内外尚未见到在空间微重力实验条件下进行哺乳动物早期胚胎体外发育研究的成功报道。本项目拟利用实践十号空间微重力与生命科学实验卫星在太空进行哺乳动     

微重力条件下骨髓间充质干细胞的骨细胞定向分化效应及其分子机制研究

正本项目主要研究空间微重力环境下骨髓间充质干细胞分化骨细胞潜能的变化;研究空间微重力影响骨髓间充质干细胞分化骨细胞分化的细胞信号通路。获取返回式卫星空间骨细胞定向诱导分化效应及其的关键细胞信号分子分析结果,可以为人类在深空微重力环境下骨质变化的预防、治疗和药物开发提供理论依据。     

搭载实践十号卫星的蒸发液滴空间实验研究

实践十号蒸发对流实验以微重力环境中的蒸发相变流体界面过程为主要研究内容,利用空间微重力条件下浮力对流消失和热毛细对流起主导作用的特殊环境,实验研究置于加热底板的蒸发液滴相变过程中表面蒸发与表面张力驱动对流的耦合机理.利用研制的空间蒸发对流装置完成了在轨工况的科学匹配实验,得到了不同工况(温度、液滴大小、加热底板材料)下蒸发液滴形貌和热流量、蒸发速率等变化规律.为后续空间实验结果的比对分析提供了前期结果.     

实践十号卫星项目——热毛细对流振荡特征的地面研究

上部开口环形液池在水平径向温度梯度作用下会出现内部温度和自由面的振荡,本文研究了二者发生的临界条件.环形液池内柱加热外壁制冷,以0.5℃/min的速率线性升温得到水平径向温差,T型热电偶测量液层内部单点温度,高精度激光位移传感器测量液层自由面某点形变.随两端温差增加,当超过某一临界温度△T_(cr)时,开始出现振荡.实验结果表明,对同一种硅油,两种振荡的临界条件随液层厚度具有相同的变化趋势.对不同普朗特(Prandtl)数(Pr)的硅油,振荡临界条件临界马兰哥尼数(Ma_(cr))随着邦德数(Bo)的增加而变大.本文工作是中国科学院科学先导专项SJ-10返回式科学实验卫星项目-热毛细对流表面波空间实验研究的地面研究结果,该工作为空间实验提供前期的基础科学研究数据和实验保障.     

《微重力流体力学》简介

微重力流体科学是流体力学与空间材料、空间生物技术、燃烧交叉的新兴学科．研究微重力环境中流体的流动、迁移,热、质输运和相变等基本规律,还有物理化学问题和低温问题,这是微重力科学的基础和核心近三十年来,随着空间技术的进步,空间科学迅速发展．空间飞行器在轨道自由飞行时,其间的微重力水平仅为地面的１０~－３～１０~－６量级,在地面重力作用下常见的浮力对流、静压不均匀和沉降等现象都极大地减弱．因此,有可能利用微重力条件得到在地面条件下难于得到的高质量生物制品和新材料．但是,在微重力环境中,许多在地面上的次级…     

中国科学院微重力重点实验室简介

微重力科学是应运载人航天而发展起来的前沿学科.微重力环境为诸多科学问题的研究提供了机遇,孕育着自然科学的重大突破,并正在培育新一代高技术产业,是空间科学研究的热点.     

空间中的胶体自组装现象

实践十号卫星上即将开展的空间胶体自组装实验,旨在阐明重力在胶体组装过程中的作用,进一步理解胶体自组装现象,为制作大面积高质量的胶体晶体提供理论支持,以期未来制备出具有实用价值的光子晶体器件.空间胶体自组装实验的大量创新性设计,将为未来空间实验的开展提供新的思路.     

颗粒流体气液相分离空间实验研究

正颗粒物质团簇形成机制是包括研究星际尘埃行为及深空探测等微重力科学研究的重要问题。微重力环境是实验观察颗粒气体形成及研究其本征行为的必要条件,项目利用卫星的较长时间的稳定微重力环境,有系统地研究颗粒物质团簇形成条件、弛豫冷却过程,建立完善理论模型,并建立可     

微重力下的细胞生长与物质输运

空间微重力条件可引起显著的人体生理变化,细胞水平的研究是认识其机制的重要环节.微重力对生命活动的影响主要是由于重力变化后生物体内外的力学环境变化引起的,失重本身可能引起细胞组织结构的应力状态变化,失重后流体行为的改变也可能造成物质交换条件的变化进而影响生物体的新陈代谢和生长.从微重力下细胞生长与物质输运条件依赖性的规律出发,以生物力学的视角探索上述问题,有助于理解重力对于生命活动的意义.     

基于扭摆的微冲量测量方法及实验研究

超高微重力水平的卫星平台在空间引力波探测、地球重力场测量中发挥着重要的作用,脉冲微推力器可以帮助微重力卫星实现姿态控制.微冲量是评价脉冲微推力器性能的重要指标之一,常用的基于扭摆的微冲量测量方法有两种,方法一是根据单个冲量元瞬间作用于无阻尼扭摆后,扭摆转动最大角位移计算冲量,方法二是根据高固定频率的连续脉冲作用于有阻尼...     

中国科学院国家微重力实验室简介

微重力科学是随着当今载人航天技术的发展而发展起来的前沿学科．微重力环境为诸多科学问题的研究提供了机遇,蕴育着自然科学的重大突破,并正在培育新一代高技术产业,是空间科学研究的热点．为适应我国空间科学发展的需要,1995年9月4日由总装备部和中国科学院共同投资建设中国科学院国家微重力实验室,2003年4月通过全面验收,成为我国微重力科学研究基地．实验室主任为中科院院士、国际宇航科学院院士胡文瑞研究员．依托单位是中科院力学所．     

基于激光干涉的微重力加速度测量方法

为了研究环境的微重力水平及其对科学实验的影响,通常使用石英挠性或静电悬浮等力平衡式加速度计测量微重力大小,但两者都属于相对加速度测量,石英挠性加速度计有偏值,精度有限,静电悬浮式则量程较小。受绝对重力仪的启发,提出使用激光干涉方式测量绝对微重力的方法,以期取得更好的测量精度。相较于传统的微重力测量手段,通过改进的马赫-曾德尔干涉方法,周期性测量目标质量块的绝对位移,进而通过软件拟合,得到微重力加速度变化值。首先采用数值仿真模拟落塔运行过程中运行状态、微重力来源以及误差来源,定性分析其运动过程。指标分析与仿真表明微重力加速度测量频率在100 Hz时,精度可以达到测量值的10-4量级,在1 Hz时,精度可以达到测量值的10-6量级。研制了地面样机,进行了重力加速度的实验,以及通过小型落塔设备进行的微重力实验,通过信号处理,解算实际加速度值,并与理论值进行比较。微重力实验结果验证了利用激光干涉仪测量微重力加速度的可行性。