航天員歸來(lái) ！解鎖探索太空的硬核真空知識(shí)

4月16日，歷經(jīng)長(zhǎng)達(dá)183天太空遨游的中國(guó)“太空出差三人組”終于回家了！喜訊傳來(lái)，英雄回歸，為了實(shí)現(xiàn)這一壯舉，從科技研發(fā)、專業(yè)訓(xùn)練、載人飛船發(fā)射、太空駐留到順利返回，每個(gè)環(huán)節(jié)的背后都離不開眾多航天人的支持與奉獻(xiàn)！

我國(guó)載人航天領(lǐng)域發(fā)展突飛猛進(jìn)，從探月的 “嫦娥“、載人的神州、成功對(duì)接的神舟八號(hào)和天宮一號(hào)，連戰(zhàn)皆捷。早在1970年4月24日，中國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅1號(hào)發(fā)射成功，中國(guó)探索宇宙奧秘的征程正式開啟。自2016年起，每年的4月24日便被設(shè)立為 “中國(guó)航天日 “。就在第七個(gè)“中國(guó)航天日”前夕，神舟十三號(hào)載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸，刷新了中國(guó)航天員單次飛行任務(wù)太空駐留時(shí)間的紀(jì)錄，真正為我們?cè)忈屃?“航天點(diǎn)亮夢(mèng)想”！

眾所周知，太空是高真空環(huán)境，航天員必須穿上特制的航天服，乘坐專門的載人航天器，才能保障其長(zhǎng)時(shí)間且安全的生活和工作。所以，不論是在模擬太空失重訓(xùn)練、航天食品制作，還是太空旅行等應(yīng)用領(lǐng)域，人工真空技術(shù)在很多環(huán)節(jié)都扮演著至關(guān)重要的角色。

真空技術(shù)模擬太空失重環(huán)境

為了探測(cè)宇宙奧秘，并提高宇航員對(duì)特殊環(huán)境因素的適應(yīng)性和耐受力，宇航員在陸地上需要進(jìn)行一系列超重適應(yīng)性訓(xùn)練，以適應(yīng)太空中失重的生存環(huán)境。在大量訓(xùn)練中，他們需要練習(xí)承受超重、振動(dòng)、噪音、強(qiáng)沖擊和高溫等各種極端條件。

太空的失重環(huán)境與地面的重力環(huán)境有相當(dāng)顯著的差異，創(chuàng)造一個(gè)人工的失重環(huán)境需要借助專業(yè)的真空技術(shù)打造一個(gè)空間環(huán)境地面模擬裝置，其主要設(shè)施就包括專門模擬空間輻射多粒子的加速器。由于加速器在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各種能量的粒子，為保證粒子與殘余氣體分子不發(fā)生碰撞散射現(xiàn)象，需通過(guò)真空技術(shù)將裝置中的真空度達(dá)到保證粒子直線運(yùn)動(dòng)的要求。因此，在加速器的應(yīng)用中，真空技術(shù)最重要的特點(diǎn)之一就是可靠性。

真空冷凍干燥技術(shù)豐富 “太空食譜”

每一次的航天任務(wù)都是按月計(jì)算，各國(guó)科研人員需要為宇航員長(zhǎng)期駐留太空做好各種充足準(zhǔn)備，保障太空飲食在其中是非常重要的一項(xiàng)任務(wù)。早在上世紀(jì)60年代，太空食品都是將瓜果蔬菜和肉類通過(guò)高溫真空處理后制作成膏狀，放進(jìn)鋁制的軟管里。雖然這種食物制作和包裝具體極高的安全性，可近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，宇航員們的 “太空食譜” 也得以改善。

目前，中國(guó)已經(jīng)能夠?yàn)橛詈絾T提供120多種中式美食，為保證食品能經(jīng)受住太空特殊環(huán)境因素的影響，很多食物需要通過(guò)冷凍干燥處理后得以更好地保存。真空冷凍干燥是需要在約零下30-50度低溫真空狀態(tài)下利用升華原理，使預(yù)先凍結(jié)食品中的水分不經(jīng)過(guò)冰的融化，直接以冰態(tài)升華為水蒸汽被除去。這種加工工藝無(wú)需經(jīng)歷加熱或漫長(zhǎng)的干燥過(guò)程，從而避免營(yíng)養(yǎng)、香氣和維生素的流失。而且，現(xiàn)在也有越來(lái)越多的太空食品，比如凍干水果，已經(jīng)開始成為人們?nèi)粘ｏ嬍持械男聦?，這與國(guó)內(nèi)日益成熟的凍干技術(shù)密不可分。

等離子推進(jìn)器實(shí)現(xiàn)真正 “太空旅行”

為了滿足宇航員在太空常駐的條件，幫助他們完成一系列技術(shù)驗(yàn)證和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，空間站和離子推進(jìn)器研究需要不斷深化和進(jìn)步。對(duì)于航天工業(yè)來(lái)說(shuō)，離子推進(jìn)器起著決定性的作用，是最主要的推進(jìn)方式。其中不僅有能夠?qū)⒑教炱鲙b遠(yuǎn)天體的高推力推進(jìn)系統(tǒng)，也有用于將望遠(yuǎn)鏡或干涉儀精確對(duì)準(zhǔn)的小型推進(jìn)器。離子推進(jìn)器將會(huì)是改變我們太空旅行的重要技術(shù)發(fā)展之一，而這一嚴(yán)密復(fù)雜的研究都需要在真空室中接受測(cè)試。

華沙的等離子物理和激光微融合研究所（IFPiLM）就是致力于等離子物理學(xué)研究的機(jī)構(gòu)之一，普發(fā)真空為該機(jī)構(gòu)專門設(shè)計(jì)了體積為2立方米的水平圓柱形真空室，滿足快速獲得抽真空能力，幫助其在等離子推進(jìn)器課題上開展重要研究工作。

等離子體物理和激光微融合研究所（華沙）的真空室

與此同時(shí)，德國(guó)吉森大學(xué)的第一物理研究所也一直著重于太空研究，在真空解決方案上采用了德國(guó)普發(fā)真空的設(shè)備，采用了許多用于材料研究和空間物理學(xué)的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)施，模擬太空的真空環(huán)境，以研究離子推進(jìn)器的運(yùn)行。

普發(fā)真空HiPace 和 ATH 系列渦輪泵和 DuoLine 的旋片泵應(yīng)用于吉森大學(xué)空間模擬設(shè)施

隨著高尖端技術(shù)的不斷深化和進(jìn)步，中國(guó)航天不斷立下新的里程碑，夢(mèng)想中的星辰大海一步步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。在全球范圍內(nèi)，普發(fā)真空不論是在科研還是在應(yīng)用領(lǐng)域，都以領(lǐng)先的真空設(shè)備和解決方案助力科學(xué)家探索與攻破各個(gè)前沿科研課題。作為科學(xué)領(lǐng)域領(lǐng)先的真空設(shè)備供應(yīng)商，普發(fā)真空今后仍將繼續(xù)發(fā)揮自身的專業(yè)知識(shí)和卓越技術(shù)，助推航天事業(yè)發(fā)展。