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微重力科学及其应用

离开地球、开发空间,一直是人类所憧憬并为之奋斗的伟大理想。1957年人造地球卫星上天,标志着人类已进入了征服空间的时代。随后,1961年又实现了载人航天。这一壮举,如同在地球上三亿五千万年以前鱼类离开水一样,是生命进化过程中又一次重大的飞跃。随着航天事业的迅速发展,各类有关的新学科应运而生。特别受到重视的微重力科学就是其中之一。一、关于失重和微重力的概念 在地面上我们经常遇到这样的情况,如篮球运动员跳起投篮、足球守门员跳起扑球、手球运动员跳起射门,以及跳台跳水和体操运动员腾空跃起,在他们的身体转入下降的那一瞬间,身体向上的加速度正好等于身体的重力。此时,便出现短暂的失重状态。生活中这种失重现象还很多,只是由于时间短促,不易被察觉而没引起人们足够的重视,而且对于如此短促的失重现象要进行深刻的研究也相当困难。 较长时间的“失重”状态,在地面上很难创造。落塔或落管只能造成几秒钟的“失重”现象;用飞机做抛物线飞行,可产生30秒至40秒钟...  (本文共7页) 阅读全文>>

北京理工大学
北京理工大学

星载微重力科学实验系统集成与应用技术研究

本论文以“实践十号”为背景,详细论述了以数据管理和过程控制为核心的针对多种类型星载微重力科学实验系统的集成设计技术研究,以最大限度利用卫星平台提供的空间、重量、能源等资源实现科学实验的完整性和充分性为原则,保障了科学成果产出的有效性。技术研究的出发点和工程实施的理念是充分围绕科学目标,以满足科学实验的原理、方法和手段等方面要求为目的。在研制过程中,通过多种技术路线的创新性探索和实施,解决了强工程约束条件下实现大型空间微重力科学实验系统复杂模式及过程控制和海量信息流管理的关键技术。其主要创新点在于:1、国内首次在航天领域选用基于低成本的RS485总线物理层接口实现了指令和数据自主识别模式的系统级组网通讯,网络节点可选用FPGA、专用协议芯片、嵌入式软件等多种方式实现通讯网络UART链路层协议和高可靠应用层协议;2、针对实践十号任务特点,载荷管理子系统选用了龙芯中央处理器和欧比特存储器等多种国产高性能核心器件实现了内部功能模块的高度...  (本文共151页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国科学院院刊》1990年02期
中国科学院院刊

微重力科学及其应用研究

一、微重力科学的主要内容空间科学及其应用是当代高科技的前沿之一,微重力科学及其应用则是近来从中涌现出的一个新领域。随着空间飞行试验的开展,微重力研究日益活跃,已经成为各国空间利用计划的主要内容之一,并正在不断取得新进展。微重力环境提供了地面不能或难于实现的实验条件,从而可以研究物质运动,特别是流体运动的新规律。微重力研究的诱人前景还在于其商业应用和工业开发。人们预计,在微重力环境中生长蛋白质晶体和半导体晶体,以及加工其它高品质和特殊性能的新材料,有可能成为今后最重要的空间产业。微重力科学主要包括三方面的内容,即微重力流体科学、空间材料科学和空间生物技术。微重力流体科学包括微重力流体物理和输运现象、燃烧以及流体管理等;空间材料科学包括电子材料、玻璃和陶瓷、金属、合金和复合材料等Z空间生物技术包括蛋白质等生物大分子的晶体生长,以及生物材料的分离和提纯等。由于空间材料科学和生物技术的研究越来越强调探索微重力环境中的基本规律,从而促进了...  (本文共6页) 阅读全文>>

《物理》1980年30期
物理

国家微重力实验室介绍

国家微重力实验室介绍田兰桥(中国科学院力学研究所国家微重力实验室,北京100080)摘要微重力科学是当前空间科学的前沿领域,主要研究微重力环境下的流体物理、物理化学、材料科学及生物科学和技术.微重力科学的发展将促进自然科学某些领域取得突破性的进展,并为空间技术的商业化应用奠定一定的基础.为了适应我国航天事业发展,由国防科工委和中国科学院共同投资建立了国家微重力实验室,这是国家高技术研究发展计划航天领域专家委员会的一个重大的应用基础性建设项目.文章简要介绍了国家微重力实验室的研究方向、组织结构和有关实验室的情况.关键词国家微重力实验室,研究方向,实验室及实验设备1前言我国的微重力科学研究起始于80年代后期,经过近10年的努力已经有了一个良好的开端并取得了一定的研究成果.以中国科学院为主已经有了30多个研究室,组成了微重力科学不同学科领域的研究集体,所研究的课题涉及到微重力科学的主要领域.如:中国科学院物理研究所的空间材料科学研究、...  (本文共6页) 阅读全文>>

权威出处: 《物理》1980年30期
《科学中国人》1996年11期
科学中国人

微重力流体科学及其应用

随着空间科学技术的发展,人类进入了太空时代。众所周知,空间飞行器在轨道上的环境与地面是完全不同的,那里有高真空和来自太阳及其他辐射流的高能辐射。又因飞行器在飞行中受到的离心力和地球引力相抵消,所以它又是一个微重力环境。为了设计和制造能适应这种特殊环境的航天飞行器,就必须开展微重力流体科学研究。制备取得商业成功之前,还需要进行充分的微重力科学基础研究。这个研究将会持续半个世纪,在这半个世纪中,微重力流体科学研究就显得特别重要。微重力流体科学的兴起 人们对微重力流体现象的研究可以追溯到两个世纪之前。1785年在英国的布里斯托尔建造了一座落塔用于生产球形弹丸。19世纪中期普拉提沃使用中性悬浮技术对毛细现象进行了研究。 近代空间微重力流体科学的研究最先是在飞行器的流体管理技术中提出的。为了对飞行器的姿态进行控制,除需要研究微重力条件下液体推进剂的无掺气加注外,还需要研究推进剂的相分离和密封技术。 从60年代开始,各国科学家就利用落塔、飞...  (本文共2页) 阅读全文>>

《科学新闻》1999年29期
科学新闻

微重力科学创业的十年

国家高技术计划促进了我国微重力科学的发展,第一届航天领域专家委员会在制订发展蓝图时,建议发展并安排了一些微重力研究。中国科学院和原航天航空工业部组织有关研究所积极参与,并得到国防科工委、国家科委和国家自然科学基金委的大力支持,使我国微重力研究在短短10年内有了良好的起步。 当我们在八十年代后期设想我国微重力科学如何发展时,正值美国“挑战号”航天飞机失事,载人航天处于低潮,国际微重力界从热忱转人深思。我们从一开始就强调进行基本规律研究,同时也要十分关心微重力应用的前景。在这起步的10年间,我国微重力研究是以应用基础研究为主,今后将逐步地开拓基础研究和应用研究的领域。 中国科学院发挥它在基础研究中多学科的综合优势,组织有关的研究力量开创我国的微重力研究,逐步形成了一批在国际上有影响的骨干研究实体。在空间材料科学方面有半导体所的空间砷化稼晶体生长室,物理所的空间溶液晶体生长组和金属、合金深过冷组,上海硅酸盐所的空间材料科学研究室,沈阳...  (本文共1页) 阅读全文>>

《航天器环境工程》2008年02期
航天器环境工程

拓展微重力学的多方面应用

我国“实践八号”育种卫星成功进行了涉及微重力流体物理、空间基础物理、微重力燃烧等9项空间实验。该项目将育种卫星的留轨舱作为一个微重力实验平台,利用遥感科学技术进行了一批不需要样品回收的微重力实验,发展了我国的卫星微重力平台及相关技术。微重力科学在未来3年期间预计将有一个较好的发展势头,结合我国国情和发展规划,通过地面实验、数值模拟对燃烧过程的机理和载人航天器的火灾安全问题进行深入研究;利用微重力环境开展地基条件下难以进行...  (本文共1页) 阅读全文>>