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【扬子晚报】东大专家揭秘宇航员在太空中的“测量实验”

2016-10-20536发布者:翟梦杰

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2016-10-20 【扬子晚报】第A04版


    如果你看到天宫二号里的景海鹏和陈冬耍“双截棍”,别太吃惊哦!他们不是在练武术而是在做实验。记者昨日从东南大学获悉,天宫二号空间实验室里有一套由东南大学科研人员自主研发的“在轨操作力测量设备”,它承担了测量航天员在失重状态下各种操作的力信息的重要任务。随着宇航员的到来,它“大显神威”的时候到了。   扬子晚报全媒体记者 蔡蕴琦

    曾在水下17米测试

    测量失重状态下宇航员的“力”

    听上去颇专业的“在轨操作力测量设备”到底是什么?它有多大?是什么颜色?该项目参与者,东南大学仪器科学与工程学院副教授徐宝国表示留个悬念,请观众看电视节目。不过他向记者展示了实验室版的“在轨操作力测量设备”,是实物的放大版。

    这套设备曾经用于水下17米失重环境中的模拟实验。在一段视频中,记者看到宇航员穿着潜水服,在专业潜水员的保护下,用这套设备完成实验。徐宝国解释说,航天员在失重环境下和地面作业不一样。地面环境下航天员能轻易地推开舱门,但是到了太空失重环境就会十分费劲。神舟七号开舱门前,航天员翟志刚艰难地移动到舱门旁,抬起手臂,非常费劲地逆时针转动把手。“宇航员在太空转开把手,需要用多大的力,这是我们这项实验测量的数据之一。”除了转动的“力”,还有推力、拉力等几十种“力”。东大专家研发的这个测量装置主要用于航天员在轨各种操作力的测量,以及人机工效学和生物力学实验,提供基础实验数据。

    你会看到他们这么玩

    耍“双截棍”或是往舱壁上“盖章”

    “在轨操作力测量设备”主要由多种力传感器、数据采集处理器、数据通信传输等模块组成,在轨操作力实验所测量的数据会存储在计算机内,也可通过星际通信传回地面。

    记者看到,实验版的“在轨操作力测量设备”包括了6个直径约20厘米的大“秤砣”,每个秤砣由纯钢打造,轻易拎不动。徐宝国介绍说,这是整套设备中的“传感器组件”,组件的核心是个传感器,用来测量并记录数据。当测量时,航天员把这枚“秤砣”和“施力手柄”组装到一起,就像搭乐高积木一样。有趣的是,测量扭力时,施力手柄是两根软棍。两根棍子将“秤砣”夹在中间,宇航员双手各握一端,反复扭动。动作看起来就像在玩双截棍。测量“推力”时,施力手柄换成一枚圆形的大印章。传感器组件藏在印章底部。宇航员只需握住手柄,往舱壁上推。测量“拉力”时更巧妙,科研人员在施力手柄的底部装了个小钩子,可以钩住舱壁的小圆孔,从而测量拉力。整套设备实现了全自动化。宇航员测量前按下按钮,到规定时间测量自动结束,宇航员按下另一个按钮保存数据。如果感觉这次实验不太顺利,宇航员可暂停重新开始,经过反复几次实验得到最终的准确的数据。

    这次随天宫二号升空的最终版测量设备集成在一个手提式仪器箱中,比地面模拟实验的测量设备要缩小许多。为研发这套小型化、高精度、高可靠的测量设备,东大科研人员历经七年的攻关。