网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

失重液体无法自流?神二十三启动关键实验,扫清深空航行散热障碍 用水模拟行星岩浆?中国空间站多项流体实验,藏载人航天关键技术

0
分享至

如果你在地球上向着地面泼一杯水,水会“啪”的一声拍散在地面上,水也会四溅而来。这个过程中,全程都有地球重力在发生作用。对此,我们都已经习以为常了。因为对于我们平常人来说,上太空,那不是我们能做到的事。

但你想没想过,如果在太空,同样泼一杯水,水却并不下落。而是变成了一团漂浮着的,晃晃悠悠的“水球”,这时候的水,像极了一颗透明小星球,半悬在半空。这个画面虽然好看的很,但也给载人工程的专家以及工程师们带来了不少麻烦。因为在微重力的环境下,液体不按地面的规则出牌了。很多依赖重力才能正常开展工作的设备,到太空后直接就抓瞎了。



这里值得一提的,就是航天器的散热系统。一般咱们平时用的电脑或者手机发热,风扇一吹热量就散了。但在太空不行,真空的环境没有空气,更没有空气中的对流,想要散热,就只能靠蒸发和冷凝这个流程来带走热量。

本来在地面上的蒸发冷凝,只靠重力就能让液体和蒸汽自然分离,但到了太空中,液体和蒸汽混在一块分不开了,甚至还可能造成设备过热。这可咋办?

神舟二十三号航天员们,最近就正在梦天实验舱里,开展一系列的微重力流体实验。说直白点,就是在太空中“玩液体”,研究在失重环境下,它们怎么流动,怎么蒸发,怎么沸腾,之后又怎么能把观察到的变化用在未来的航天器设计上。

在梦天实验舱里,有两个实验柜,分别是流体物理实验柜和两相系统实验柜。



流体物理实验柜是研究液体在失重环境下的流动、变形,起泡变化,界面演化的。这些事在地面上没有条件去研究,因为重力的存在,会掩盖掉原本液体的本身行动。比如你想观察起泡在液体中的上升,但地面上受福利影响,起泡就直直的往上跑。但在太空,没有了浮力,起泡就直接趴窝,悬在那不动。或者还有一种情况,就是被表面的张力拽着四处乱跑。这其实才是液体运动最原始的样子。



神舟二十三号航天员,最近就在这个实验柜上完成了流体实验样品的更换,实验回路的调试等等。最值得一提的就是球形对流实验和软物质流体实验。这俩实验前者是用来模拟行星内部岩浆运动的,后者是用来研究牙膏、凝胶这种软材料在太空中表现的。

两相系统实验柜就更加偏向工程应用了,它研究的是液体和蒸汽混合在一起的流动状态。要知道航天器的热管理,都是靠蒸发和冷凝来实现散热的目的的,本质上来说,其实就是两相流的问题。



这次神舟二十三号重点的上新载荷“多场效应蒸发模块”,就在两相系统实验柜中。神舟二十三号航天员已经完成了它的在轨安装,接下来,就是启动实验了。

蒸发模块要干啥?圈叔重点聊聊这个多场效应蒸发模块到底是做啥的?因为它是本轮任务中最受关注的流体实验载荷之一。这么说吧,它是来解决太空“散热难”硬骨头的。

前面说了,太空微重力环境下,液体和蒸汽分不开,散热系统效率大打折扣。那怎么解决呢?科学家的思路是:既然重力帮不上忙,那我们就用电场、温度场等其他物理场来帮忙。

这个蒸发模块就是干这个的。它会在微重力环境下引入电场和温度场等多物理场协同作用,研究液体蒸发过程怎么被调控、气液界面怎么演化、传热效率怎么变化。



搞清楚多物理场是怎么影响微重力下蒸发过程的,找到能强化太空散热效率的技术方案。获取长期在轨的相变传热基础数据,这些数据会直接支撑新一代载人登月飞船、月球科研站、大型航天器的热控制系统设计。探索无源流体分离技术,让未来的深空飞行器散热设备更简单、更可靠,不需要复杂的活动部件。

说白了,这个实验的结果,可能会决定未来登月飞船的空调系统怎么设计。



那个金黄色格栅外壳,就是流体物理实验柜的实验观测腔体,航天员正在拆装标准化实验插件单元。这个腔体内部配备了高速相机和高精度光源,能够实时拍摄微重力下液体的形变、气泡的生长、流体对流的全过程。所有影像数据实时下传到地面,供科学家分析。

神舟二十三号的一个重点任务,就是更换球形BM对流实验单元等载荷。这个实验观测的是微重力下的流体自然对流现象,用来类比行星内部的岩浆运动和地幔流体运动规律,听起来是不是有点“用一杯水模拟一颗行星”的感觉?这就是基础科学的魅力所在。

细心的朋友可能注意到,航天员操作的是一块块标准化的盒子。这其实是空间站所有实验柜统一设计思路:模块化。不管是什么类型的实验,都封装在标准尺寸的插件里。航天员不需要改动实验柜的主体结构,只需要像换相机镜头一样,把旧的插件抽出来、新的插件插进去,就能轮换开展不同类型的实验。操作简单、效率高,大大提升了空间站的实验利用率。



最后补充一个知识点,中国空间站的两个实验舱,分工是明确的:

问天实验舱主打空间生命科学,太空水稻、植物培养箱、小型动物饲养这些和生物相关的实验,都在问天舱里开展。梦天实验舱主打微重力物理,流体、燃烧、材料科学这些物理和工程类的实验,都在梦天舱里进行。所以这次聊的流体物理实验柜、两相系统实验柜,全部都在梦天舱。

神舟二十三号的航天员们在两个舱段之间穿梭,既要照看水稻,又要给液体拍照,工作日程排得满满当当。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
凌晨血战爆发!美宙斯盾驱逐舰基地挨炸,838名美军倒下

凌晨血战爆发!美宙斯盾驱逐舰基地挨炸,838名美军倒下

赶鸭子上架
2026-09-17 23:22:43
刘銮雄与弟弟再同场看演唱会,何超琼罕见同框,甘比笑容灿烂

刘銮雄与弟弟再同场看演唱会,何超琼罕见同框,甘比笑容灿烂

傲傲讲历史
2026-09-19 08:15:18
如果福克斯和加兰互换,那马刺和快船到底谁更赚?

如果福克斯和加兰互换,那马刺和快船到底谁更赚?

我们的美学
2026-09-20 09:05:01
美国、丹麦和格陵兰岛达成安全协议

美国、丹麦和格陵兰岛达成安全协议

新华社
2026-09-19 13:32:07
不查不知道,敬一丹葬礼上不停打电话的康辉,身上重担竟然这么重

不查不知道,敬一丹葬礼上不停打电话的康辉,身上重担竟然这么重

喜欢历史的阿繁
2026-09-20 03:57:47
紧急通知2.5亿股民,不管你现在空仓还是满仓,下周一A股这样走

紧急通知2.5亿股民,不管你现在空仓还是满仓,下周一A股这样走

风风顺
2026-09-20 02:10:04
离大谱!印度卡车司机南加撞死2人后逃逸,全美通缉半年,竟还开着大卡车穿州过市

离大谱!印度卡车司机南加撞死2人后逃逸,全美通缉半年,竟还开着大卡车穿州过市

大洛杉矶LA
2026-09-20 06:45:45
“一箱子高科技加寒,你女儿想健康都难!”母亲给女儿的爱心行囊,被骂惨!

“一箱子高科技加寒,你女儿想健康都难!”母亲给女儿的爱心行囊,被骂惨!

林林先生
2026-09-17 16:34:42
中网门票涨价幅度再创历史新高,网友呼吁不要再搞阶级体验消费

中网门票涨价幅度再创历史新高,网友呼吁不要再搞阶级体验消费

网球之家
2026-09-19 22:58:21
十三年前奇文共赏《美国国务卿在北京的食宿》

十三年前奇文共赏《美国国务卿在北京的食宿》

小星球探索
2026-09-20 09:32:31
43岁辽宁跑圈“大神”赵亮去世,每天坚持跑步,好友曝原因太可惜

43岁辽宁跑圈“大神”赵亮去世,每天坚持跑步,好友曝原因太可惜

青梅侃史啊
2026-09-20 07:10:15
乌克兰组建“C8”集团!亲俄领导人也说俄罗斯是侵略者,菲科涉嫌叛国

乌克兰组建“C8”集团!亲俄领导人也说俄罗斯是侵略者,菲科涉嫌叛国

鹰眼Defence
2026-09-19 16:45:33
给老人的忠告:千万不要在子孙面前,表现出这六种行为

给老人的忠告:千万不要在子孙面前,表现出这六种行为

有态度网友19Dsym
2026-09-20 08:19:46
巴基斯坦不装了!不惜一切抗击伊朗阵营,中美两头都伸手要钱

巴基斯坦不装了!不惜一切抗击伊朗阵营,中美两头都伸手要钱

历史点行
2026-09-20 09:29:35
比光纤还紧缺!2027HVLP4铜箔需求激增超2倍  仅这3大龙头能批量供货

比光纤还紧缺!2027HVLP4铜箔需求激增超2倍 仅这3大龙头能批量供货

元芳说投资
2026-09-20 06:00:30
佟丽娅首次回应在董璇婚礼上的“表情”:真的累了,站了一天可能在发呆,我时刻告诉自己要管理好表情,不给别人添麻烦

佟丽娅首次回应在董璇婚礼上的“表情”:真的累了,站了一天可能在发呆,我时刻告诉自己要管理好表情,不给别人添麻烦

扬子晚报
2026-09-19 10:30:09
分手时我已经怀孕12周,前男友甩给我1张黑卡:里面的钱全归你

分手时我已经怀孕12周,前男友甩给我1张黑卡:里面的钱全归你

徐侠客有话说
2026-04-23 10:45:21
把F-35卖给沙特,美国已经顾不上以色列了 | 京酿馆

把F-35卖给沙特,美国已经顾不上以色列了 | 京酿馆

新京报
2026-09-19 18:50:08
1-4惨败残阵浙江,武汉三镇换回邓卓翔是解药还是遮羞布?

1-4惨败残阵浙江,武汉三镇换回邓卓翔是解药还是遮羞布?

林子说事
2026-09-19 10:49:28
五年跳票后,马斯克承认Optimus“几乎不可能制造”,问题出在哪

五年跳票后,马斯克承认Optimus“几乎不可能制造”,问题出在哪

三农老历
2026-09-19 13:08:43
2026-09-20 10:19:00
风云圈 incentive-icons
风云圈
我是热爱科学探索的圈叔。专注解读天文、地理、气象以及农业科技新知识
4572文章数 6633关注度
往期回顾 全部

科技要闻

谷歌承认:AI模型“黑”进3家公司

头条要闻

牛弹琴:中东传来一个好消息 美国真打不下去了

头条要闻

牛弹琴:中东传来一个好消息 美国真打不下去了

体育要闻

2026亚运会开幕式 胡明轩吴愉担任旗手

娱乐要闻

郭麒麟瘦到全网认不出,为新剧塑形

财经要闻

伪造票据洗白药品 回流药黑色产业链曝光

汽车要闻

大五座布局 车身尺寸不变 吉利银河M8申报信息公布

态度原创

艺术
房产
家居
时尚
数码

艺术要闻

国宝级!石涛书画全集大公开,搜尽奇峰打草稿,这才是中国画天花板!

房产要闻

海口房价,降不动了!

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

伊姐周六热推:电视剧《兰香如故》;电视剧《一瓯春》......

数码要闻

天马公布14英寸高端平板电脑显示屏:支持4K 165Hz高分高刷

无障碍浏览 进入关怀版