助力九霄揽星河：我国航天事业暗地的科学仪器品类盘点

  揭秘航空航天范畴的科学仪器，它们是航天使命的暗地英雄，支撑资料剖析、环境模仿、测控通讯等要害环节。值此航天日之际，仪器信息别盘点整理航空航天范畴应用到的科学仪器。

  今日，咱们迎来了第十个我国航天日。从 1970 年 4 月 24 日我国成功发射第一颗人造地球卫星 “东方红” 1 号，到现在我国空间站全面敞开建造、“天问一号” 完成行星际勘探跨过，我国航天事业取得了引人注目的辉煌成就。在这场星斗大海的征途中，除了航天人的不懈努力，还有很多科学仪器在静静发挥着要害效果，很多科学仪器与检测设备静静支撑着每一次发射、每一刻驻留、每一项实验，它们可谓助力航空航天的暗地英雄。值此航天日之际，仪器信息别盘点整理航空航天范畴应用到的科学仪器，参阅仪器信息网的仪器分类体系，经过事例与数据，揭秘这些“暗地英雄”的科技力气。

  资料热剖析仪器在航空航天范畴也不可或缺。热重剖析仪（TGA）可经过丈量资料在升温或恒温进程中的质量改变，剖析资料热安稳性、分化温度及热分化产品等，保证资料在航天器高温环境下安稳性很高。差示扫描量热仪（DSC）能丈量资料在加热或冷却进程中的暖流改变，获取资料熔点、玻璃化转变温度等参数，为资料加工工艺拟定供给根据。

  经过剖析资料对 X 射线的衍射图画，可准确测定晶体结构、晶格参数及相组成。在航空航天高温合金研制中，XRD 可检测合金中分出相的类型与含量，协助优化热处理工艺，提高资料高温强度。例如，用于火箭发动机涡轮叶片的镍基高温合金，需经过 XRD 剖析其分出相 γ 相的尺度与散布，保证叶片在极点工况下的安稳性。

  2020年12月17日，我国嫦娥五号勘探器带着1731克月球“土特产”成功回来地球，这是人类44年后再次收集月壤，也使我国成为继美国、前苏联之后，第三个成功收集月球土壤的国家。嫦娥五号成功回来后，应我国科学院国家天文台月壤样品高精准、多元素和非损坏剖析要求，原子能院核物理所活化剖析团队依托泳池堆、微堆，对嫦娥五号月球土壤样品进行中子活化剖析研讨，准确测定了月壤样品中40多种元素的含量。

  在月壤剖析表征中，资料剖析仪器相同发挥着无法代替的效果。嫦娥五号带回的宝贵月壤样本，科研人员凭借扫描电镜能直观调查月壤颗粒的微观描摹，发现其共同的棱角状、多孔结构等特征，为研讨月球外表演化进程供给线索。一起，X 射线荧光光谱仪对月壤成分进行定量剖析，精准测定硅、铝、铁等元素含量，助力探究月球资源散布状况。

  经过气炮或激光驱动细小颗粒（直径微米至毫米级），模仿太空碎片碰击速度（3 - 15km/s），测验航天器防护资料的抗碰击功能。国际空间站选用的 “Whipple 防护盾” 即经过该设备优化规划，可有用抵挡厘米级碎片碰击。我国嫦娥勘探器的热控体系防护层也经过相似实验验证。[增加空间碎片碰击模仿设备作业的示意图]

  天和中心舱作为我国空间站的要害组成部分，在地上研制阶段经过了很多环境模仿实验。为模仿太空高真空、强辐射、极点温度交变等杂乱环境，天和中心舱在大型真空热实验设备中进行了屡次热平衡、热真空实验。该设备可将内部气压降至 10 - 6Pa 以下，模仿太空高真空环境，一起经过红外加热笼模仿太阳辐射，准确操控气温改变，查验中心舱热控体系功能，保证其在轨运行时舱内温度适合，电子设备安稳作业。

  作为航天器精细授时中心设备，氢原子钟、铷原子钟的安稳度可达 10⁻¹⁴量级，为深空勘探航天器（如 “天问一号” 火星勘探器）供给纳秒级时刻基准，保证激光测距、多普勒测速等精细轨迹丈量数据的准确性。我国自主研制的星载铷原子钟已应用于斗极导航卫星，助力全球定位精度达米级。[刺进一张星载铷原子钟的实物图]

  天和中心舱内装备的无容器实验柜，使用静电悬浮技能发明 “无容器” 环境，让样品在微重力下悬浮，防止容器壁污染。柜内装备的高精度温度丈量仪、激光加热设备等仪器，能准确操控样品温度，展开金属和非金属资料的深过冷凝结进程与机理研讨等实验。而高微重力科学实验柜经过双层悬浮规划，将微重力水平提高至 10⁻⁷g 量级，内部搭载的冷原子干涉仪等仪器，用于展开等效原理查验技能实验等前沿研讨，探究新物理现象。