目前，核心艙組合體已經在軌運行一個多月，并順利開展了一系列工作。按計劃，后續(xù)將陸續(xù)發(fā)射問天實驗艙和夢天實驗艙，與核心艙組合成一個T字形構型，建成國家級太空實驗室，支持開展大量科學研究和實驗。作為太空“頂流”的“國貨之光”——太空實驗室里究竟有什么，又如何在太空中開展實驗？現(xiàn)在就帶你研究！
01
太空實驗室里有什么？
高潔凈、高真空、微重力……這些得天獨厚的優(yōu)勢為科學家們在太空中開展科學實驗提供了有利條件。在此前的飛行任務中，特定的、明確的科學實驗，需要的實驗裝置屬于“專人專用”，一個能夠滿足不同學科、不同領域的通用型“太空實驗室”成為科學家們向往的“神仙之地”，而中國空間站正在實現(xiàn)這個目標，未來，站上的每個實驗柜都將是一個高功能的小型太空實驗室。
實驗柜是空間站艙內實（試）驗任務開展的主要支持設施。每個實驗柜都是一個專業(yè)學科或研究領域的實驗研究平臺，滿足不同學科、不同領域空間科學實（試）驗開展的需求。
作為國家級太空實驗室，中國空間站還將在艙內、艙外部署眾多重大科學設施，用于支持空間生命科學與生物技術、微重力流體物理、微重力燃燒科學、空間材料科學、微重力基礎物理等廣泛領域的空間科學實（試）驗研究，在軌期間預計可滾動實施近千項實驗項目，中國空間科學研究與應用的新時代即將開啟。
02
第一梯隊都有誰？
4月29日，天和核心艙搭載了“無容器”和“高微重力”兩個科學實驗柜順利進駐太空，成為在軌第一梯隊成員。目前兩個實驗柜已經完成基本功能測試，并陸續(xù)開展實驗。
高微重力實驗柜：雙層“隔振”挑戰(zhàn)極限
2013年，神舟十號航天員乘組在軌期間向公眾直播了微重力狀態(tài)下的“真人秀”。指令長聶海勝盤起腿，玩起了“懸空打坐”。王亞平用手指輕輕一推，聶海勝緩緩向遠處飄去。
對于科學實驗而言，太空中的微重力環(huán)境能夠提供地面難以企及的極限條件，有望獲得新發(fā)現(xiàn)。但在軌運行的航天器不僅會受到地球引力的影響，也會受到太陽光壓、大氣阻力等多種因素影響。因此，艙內微重力環(huán)境并非絕對意義上的微重力。一般而言，空間站的微重力水平大約在10-3g至10-5g。而高微重力科學實驗柜將微重力水平提升了兩個數(shù)量級，達到10-7g水平，這是怎么做到的呢？
高微重力柜中的懸浮實驗臺是實現(xiàn)高微重力環(huán)境的關鍵設備，其外體通過噴氣控制姿態(tài)和位置，隔離外部各種擾動力，內部是電磁懸浮實驗臺，用于安裝科學載荷，航天員可以通過界面來操作實驗臺。其核心工作模式有兩種。第一種為“柜內磁懸浮控制模式”，也被稱為“單層主動隔振模式”。外體固定在實驗柜中，內體通過主動隔振控制實現(xiàn)10-6g的微重力水平。第二種為“柜外跟隨控制模式”。內外體實驗系統(tǒng)整體在核心艙的空間內飛行，外體用控制回路對內體進行姿態(tài)、軌道跟隨。內體不受引力以外的力，就能夠實現(xiàn)10-7g的高微重力水平。高微重力實驗柜是國際上首次在空間站艙內采用雙層懸浮的模式實現(xiàn)內體的高微重力水平。高微重力實驗柜后續(xù)主要用于開展相對論物理實驗和引力物理實驗，包括2022年將開展的國際上首次原子層面的相對論弱等效原理檢驗，將助于我們在物理規(guī)律上的持續(xù)探索。
作為國家級太空實驗室，中國空間站還將在艙內、艙外部署眾多重大科學設施，用于支持空間生命科學與生物技術、微重力流體物理、微重力燃燒科學、空間材料科學、微重力基礎物理等廣泛領域的空間科學實（試）驗研究，在軌期間預計可滾動實施近千項實驗項目，中國空間科學研究與應用的新時代即將開啟。對于科學實驗而言，太空中的微重力環(huán)境能夠提供地面難以企及的極限條件，有望獲得新發(fā)現(xiàn)。但在軌運行的航天器不僅會受到地球引力的影響，也會受到太陽光壓、大氣阻力等多種因素影響。因此，艙內微重力環(huán)境并非絕對意義上的微重力。一般而言，空間站的微重力水平大約在10-3g至10-5g。而高微重力科學實驗柜將微重力水平提升了兩個數(shù)量級，達到10-7g水平，這是怎么做到的呢？
