國際首次直播太空微重力流體搭橋

(網友可以點擊視頻框內容進行回看)

2016年9月15日，我國首個空間實驗室「天宮二號」發射成功後，目前正在有效載荷運控中心的遠程控制下，有條不紊地在軌開展各項科學實驗。這不，2017年1月23日，「天宮」就為我們奉上了場別開生面的「液橋熱毛細對流實驗」。然而，科學家們並沒有去太空，他們是如何跨越300多公里的空間障礙，有效地控制遠在天外的空間科學實驗的呢?這場實驗的意義又是什麼呢？

本次實驗直播由中科院空間應用工程與技術中心、中科院力學所、騰訊科普、騰訊新聞聯合推出。下面，就跟我們一起來一探究竟吧。

太空實驗的「操作台」

「首秀」。與傳統的方式相比，遙科學操作利用了虛擬現實、人機交互、智能分析等多領域的前沿技術，這些「黑科技」直觀地呈現了空間實驗裝置和流體內部的物理特性。科學家通過多種交互方式，對實驗過程進行精細控制，洞察和感知實驗數據背後的科學機理，有效促進空間科學實驗實現新的跨越。

「液橋」是個什麼橋？

想要了解這座「液橋」究竟是個什麼橋，咱們還得先從身邊的重力說起。液體無處不在，在重力作用下，它們隨形而變。但，如果沒有重力，它們會變成什麼樣？水會順著容器壁往上爬，或者以球體的狀態懸浮在空中，或者在兩個壁面之間形成液橋。失重的太空環境下，宇航員每天都要與它們「做鬥爭」。

簡單來說，液橋就是「懸浮」掛在兩個可固體之間的一段液注，當給定液橋溫差時，表面張力將引起液橋內部的對流。

在地面，重力作用使得表面張力效應被掩蓋。為了擺脫重力的影響，真正看清楚沒有浮力作用下的熱毛細對流真實行進過程。本次「天宮二號」搭載「液橋熱毛細對流實驗箱」趕赴太空，搭建了一座直徑20mm、「跨度」3至20mm的「小橋」。可不要小瞧液橋的尺寸，它可是液橋中的「巨無霸」。要知道，在地球上正常重力環境下形成的液橋尺寸通常只有幾毫米。在這個重達13kg、體積卻沒有台式電腦大的實驗箱中，科學家們得以建造出地球上不可能建成的大尺寸液橋,來觀察熱毛細對流規律。

科學家們曾一度認為，只要沒有重力，在太空中理想的無浮力對流環境下，將會製造出高純度、高均勻性、大尺寸的單晶。但是在失重的太空環境下，熱毛細對流同樣會影響著晶體的質量。當溫差超過臨界條件時，這種熱毛細流動還會進入一種振蕩流的狀態，流體內部也表現出溫度的振蕩，晶體在生長的過程中會忽冷忽熱，造成晶體缺陷。

揪出晶體生長中專搞破壞的「熊孩子」之後，「天宮二號」液橋熱毛細對流實驗的目標就明晰了：空間微重力環境下熱毛細對流的失穩機理問題。微重力環境下的液橋建橋、液面保持和失穩重建等空間實驗關鍵技術，正在一一攻克。

在未來，這些研究成果和數據，將繼續幫助科學家深入探究熱毛細對流的奧秘，為空間流體管理、空間晶體生長工藝奠定基礎。

百萬網友參與直播，體驗前沿科技零距離

引起了強烈的社會反響。直播開始短短几分鐘之後，就有接近百萬人開始在線觀看實驗過程。

中科院力學所研究員、項目主任設計師康琦，項目副主任設計師段俐和團隊成員，為網友們帶來一場春節科學大餐，結合兩個實驗具體操作，給騰訊網在線的百萬網友解讀了什麼是液橋，建橋、拉橋、回橋等各項實驗動作的意義以及實驗結果解讀。

網友中不乏懂行的學霸級網友，在線直播的2個小時中，科學家們收到了70000多條互動提問，並且針對網友普遍感興趣的提問，進行可科普解答。

中科院空間應用工程與技術中心太空應用遙科學實驗平台於歌、梁驥、王衍和李響等科學家給大家解答什麼是遙科學、遙科學的平台建設的情況時，網友們提到了遙科學與未來日常生活的結合點，於歌博士非常形象的比喻解讀贏得了網友的認可。很多網友更是坦誠地表示「不明覺厲」；「雖然不太清楚在幹什麼，但還是給科學家點贊好了」。

臨近節目尾聲，網友們表示意猶未盡，還希望從重播中獲取更多科學實驗細節的學習。並通過騰訊網的平台給科學家們送去了誠摯的祝福。