试验船上太空带了啥？解读新一代载人飞船试验船搭载项目

试验船上太空带了啥？ ——深度解读新一代载人飞船试验船搭载项目

2020年5月8日13时49分，我国新一代载人飞船试验船返回舱在东风着陆场预定区域成功着陆，试验取得圆满成功。

试验船于5月5日18时从文昌航天发射场发射升空，在轨飞行2天19小时，验证了新一代载人飞船高速再入返回防热、控制、群伞回收及部分重复使用等关键技术。同时，为充分发挥任务效益，试验船还搭载了不少“乘客”，开展了新技术、新产品在轨验证。

试验船上太空带了啥？一起来看看！

一、空间液体润滑材料摩擦学行为研究实验

有运动必有磨损，比如大家常见的机械运动机构，其构件由于相对运动必然发生摩擦并产生磨损，形成称为磨屑的摩擦产物，常堆积于运动部位附近并可能对周边表面有所污染，在卫星、飞船及空间站中这一现象同样也不能避免。因此基于降低运动零件的磨损，延长运动零件的使用寿命的目的，通常需要对运动零件摩擦表面加注润滑油、润滑脂或固体润滑进行润滑。

试验船上搭载了一个“材料摩擦行为实验装置”，以我国空间站运动机构所使用的液体和固液复合润滑材料为研究对象，在轨验证了在微重力环境下对不同表面形貌和不同功能化表面的润湿行为，以及在摩擦化学作用下形成摩擦产物的爬行、迁移规律，为高可靠、长寿命空间润滑系统研制提供理论指导，也可为空间站长期在轨运行故障分析和诊断提供基础数据。

二、宽量程多精度空间微重力加速度测量技术试验

载人航天器在轨飞行时，会受到地球引力之外多种作用力的干扰，如大气阻力、太阳辐射光压、重力梯度效应、轨道机动、姿态控制、设备运转和乘员活动等，从而达不到完全“失重”状态，而是一种“微重力”环境。“微重力”是对“失重”的偏离，其大小可以通过航天器所受干扰力的加速度值来度量。为了掌握并消除各种干扰对航天器内科学实验载荷影响，为科学实验提供所需高微重力水平实验环境，就需要准确测量科学实验载荷微重力水平。

本次任务在微重力环境下开展宽量程、宽频段和多分辨率三种不同类型的加速度测量技术试验，验证空间站高微重力实验柜悬浮实验系统和流体物理实验柜主动隔振系统中关键的加速度测量模块功能性能，确保正式产品满足任务要求，同时也为未来空间高精度微重力测量提供技术储备。

三、时间触发控制电子系统试验

采用新一代综合电子信息体系结构设计，通过飞行试验，验证了系统在空间环境下的适应性，以及全局时序分配、分时分区数据流调度、大容量数据高安全高可靠传输等，为新一代载人飞船等新型航天器电气系统研制提供技术和数据积累。

四、泄漏碰撞检测系统试验

通过对新一代载人飞船试验船舱壁结构内声信号本底进行采集，以及对模拟碰撞及泄漏声发射信号检测，验证载人航天器在轨泄漏及碰撞定位算法，以及声传感器和泄漏碰撞检测仪在轨工作性能，为后续载人航天器在轨泄漏及碰撞定位提供技术储备。

五、光纤光栅传感系统试验

通过布设在新一代载人飞船试验船内的温度、应变两种光纤光栅传感器，获取真实飞行环境下试验船的温度、应变等状态，验证光纤光栅传感器应用于航天器状态监测的可行性，为飞船结构优化设计提供基础数据。

六、金属/陶瓷材料在轨高精度成型实验

在人类探索太空过程中，设备和材料的“补给线问题”，一直阻碍着人们飞向更远空间。随着太空3D打印技术快速发展，实现航天器零部件的“自给自足”正在成为可能。

为进一步提升制造精度、扩大可用于太空制造的材料谱系，本次实验针对太空失重环境配制亚微米级精细软物质材料(金属陶瓷材料)，通过调整其流变性能，在轨完成对材料形态的精确控制，实现首次空间高精度(表面粗糙度0.2um)立体光刻增材制造技术验证，为我国立体光刻增材制造的应用与发展提供技术储备。

七、基于金属3D打印技术的立方星部署器

试验船搭载一个立方星部署器。立方星部署器采用国际最先进的金属3D打印技术、最新的3D打印设计优化算法与材料，大幅降低了设计重量，提高了结构强度；本次飞行验证了立方星3D打印新型部署器的结构强度、材料性能和空间环境适应性，为“3D打印+航天”的大规模应用和未来空间站在轨释放、机动部署微纳卫星提供了数据，储备了技术。

八、微生物采油菌种搭载实验

试验船搭载了华东理工大学的微生物采油菌种。微生物采油是利用微生物自身有益活动或代谢生物表面活性剂等产物提高原油采收率、延长油田开发寿命的新技术，目前为国际上油田开发领域研究热点。实验利用太空极端环境对原始野生菌株进行诱变，有望获得特异性强、性能更加突出、有工业应用价值的突变菌株。

除此以外，试验船内还有不少其他“乘客”——

自神舟一号飞行任务开始，中国载人航天工程办公室在每次飞行试验任务中，都安排了实验类搭载项目，先后搭载过特色花卉、野生菌、中药材、经济作物等近百个品种的籽种、枝条、菌种，促进太空生物科技产业发展。

此次任务试验船在轨飞行约67个小时，轨道高度约300～8000公里。在轨飞行期间，试验船穿越的范艾伦辐射带，接受的空间总辐射剂量和微重力环境均与以往神舟飞船、天宫实验室所经历的空间环境不同，为开展空间辐射生物学研究、空间诱变和航天育种研究与实验提供了前所未有的宝贵机会。因此，试验船中还安排了航天育种、空间生物等相关实验类项目75个。既有来自云南省、宁夏回族自治区等与中国载人航天工程办公室具有战略合作关系的地方政府项目，也有由中国航天育种产业创新联盟推荐的特色项目。涵盖农作物、林草花卉、中草药种子和生物菌种实验装置，还有对基础研究具有重要科学价值的模式植物和模式动物实验样本，搭载样本总数达988件(份)。(闫西海、杨璐茜)