天舟一号货运飞船发射在即，揭秘航天员的空中作业

出品：科学大院

作者：中国科学院上海硅酸盐研究所

监制：中国科学院计算机网络信息中心中国科普博览

天舟一号是我国自主研制的首艘货运飞船,按计划将于4月中下旬在文昌航天发射场由长征七号运载火箭发射。这将标志着中国载人航天工程胜利完成“三步走”战略中的“第二步”任务，为空间站建设任务奠定坚实技术基础。

天舟一号带着重要的使命：不仅自身独立飞行3个月，还要对天宫二号空间实验室实施推进剂在轨加注。

当天舟一号发射入轨后，还将与天宫二号先后进行3次交会对接、3次推进剂在轨补加以及空间应用和航天技术等多领域的实验项目。

据悉，天舟一号工作时间将达到半年左右。在完成既定任务后，天舟一号将受控离轨，陨落至预定安全海域。

这么多神秘的任务是怎么有序安全地运行呢？代表中国科学院牵头负责的中国科学院空间应用工程与技术中心，承担了“天宫二号”任务规划、总体管理和技术集成工作。

我们随着科学家们的脚步来一探究竟。

综合材料实验平台的主体部分——实验炉

《西游记》中，孙悟空被太上老君放在八卦炉中炼了七七四十九日，炼成个金子心肝，银子肺腑，铜头铁背，火眼金睛。这熬炼泼猴的八卦炉内有四大天火之一的六丁神火，乃是太上老君炼丹制宝时所用的无上宝物。西游中大部分顶级装备（比如金箍棒、九齿钉耙和紫金铃）都出自八卦炉。

天上的炉子从未掉落凡间，炼丹制宝的秘密也未从天庭泄露，而今，人间的“炉子”却要上天，这是个啥炉子？为何要上天呢？和太上老君八卦炉相比，它又有什么优势？

实验装置是什么？

上天的这个炉子就是工程人员历经三年多的攻关，专门研制的一套综合材料实验装置（简称“实验装置”）。

这套实验装置随着“天宫二号”空间实验室进入太空，开展科学实验。

这套实验装置由“材料实验炉”（简称“炉子”）、“材料电控箱”和“材料样品工具袋”三个单机构成。整个装置共约27.6kg重，最大功耗不到200W（而一般电水壶的功率也要1000～1800W），相当于2个100W白炽灯，却能实现真空环境下最高950℃的炉膛温度，是不是令人惊叹？

这可是研制人员花费了极大心血才得来的“高效”啊！

而且这套多功能的通用型材料科学实验装置在本次空间实验中，准备了共计18个样品材料，其中包括12个实验样品、6个热物性测量样品，真可谓能者多劳，一炉多用！

它是怎么工作的？

把炉体拆开来看，里边有2个部分——加热炉单元和样品管理单元。

整个结构非常类似于左轮手枪，加热炉单元具有一个直径18毫米的炉膛，像是左轮手枪的“枪管”，这个枪管中最高可加热到950℃的高温，空间材料的制备和处理就是在这个高温“枪管”中完成的。

通过控制“枪管”中的温度，可实现材料的熔化和凝固，从而在空间微重力条件下制备出地面难以合成的高质量材料。