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8月28日,美国“发现”号航天飞机执行STS-128任务,离开地球飞向停留在太空中的国际空间站。它除了搭载7名宇航员外,还送上重约8吨的科学设备和补给。而这其中重达1吨的载重量,来自一个高2米、宽深各约1米的实验机柜。而且,几天过后的9月2日,它就已经在空间站的命运实验室里安装就绪了。 是什么机柜这样特别,需要占用航天飞机如此大的载重量运往太空,而且这么快就安装到位呢? 原来,这是国际空间站的“材料科学实验室”。它将让科学家在太空研究金属、合金、半导体、搪瓷和玻璃等多种材料,见证这些材料如何形成,研究如何控制其性质。该设备中实验的结果,可能为在地球上制备性状更优良的金属或玻璃新材料铺垫开路。 它是功能齐全的多用途自动化设备,除了为实验提供硬件、提供动力和数据处理之外,还能对实验的加热、环境和真空条件加以控制,并用录像机对实验进行监测和记录。特别重要的是,它处在微重力、物体接近无重量的环境。研究人员在这里对材料进行研究,优势十分明显,因为他们能将所涉及的热量和质量的传递过程与重力的影响隔绝开来。而在地面上,地心引力无处不在,哪里都不能遮蔽。材料科学实验室有2个相互独立的插入式熔炉舱,能将置于其中的样品罐加热到1370摄氏度的高温。首批将逐一处理13批样品,分别是多种合金材料的混合物。样品罐置入熔炉舱后,实验既可根据指令自动执行,也可以由地面发来的指令遥控。处理完的样品将送回地球进行测评,并与在地球上经对应处理的样品作性状比较。实验室将会进行冶金方面的研究,以便更好理解工业规模冶金的流程,诸如铸造、焊接及其他先进的熔化工艺。 “材料科学是我们日常生活不可或缺的一部分,”美国宇航局马歇尔航空飞行中心的项目组成员桑德尔说,“在太空对材料进行处理的目标,是在排除了地心引力引起的密度效应的前提下,更好地理解处理过程对材料性能质地的影响。有了这方面的认知,就可能预测在地球上改良材料所必需的条件。” 该项目是美国宇航局和欧洲航天局间的合作,它与欧洲航天局的材料科学实验室相兼容,后者的设计目标是提供受控的材料处理环境及先进诊断手段。
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