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天宮二號在軌操作力實驗介紹及相關傳感器應用

10月19日清晨,神舟十一號兩名航天員順利進駐天宮二號空間實驗室。在交會對接形成組合體后,組合體將在軌飛行30天。其間,兩名航天員將按照飛行手冊、操作指南和地面指令進行工作和生活,按計劃開展有關科學實驗,其中便包括下面要介紹的這一在軌操作力測量實驗。

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兩名航天員進入天宮二號實驗艙后,將進行多項在軌實驗

在天宮二號空間實驗室里,有一套在軌操作力測量設備。該裝置主要用于在失重狀態下,航天員在軌推力、拉力等幾十種操作力的測量,以及人機工效學和生物力學實驗,提供基礎實驗數據。一起來看看吧。

據悉,這套在軌操作力測量設備主要由多種測力傳感器、數據采集處理器、數據通信傳輸等模塊組成,由東南大學科研人員自主研發。在軌操作力實驗所測量的數據,會存儲在計算機內,也可通過星際通信傳回地面。

在東南大學實驗室,科研專家展示了實驗室版的“在軌操作力測量設備”。該設備包括了6個直徑約20厘米的大“秤砣”,每個秤砣由純鋼打造,輕易拎不動。據介紹,這是整套設備中的傳感器組件,組件的核心是個傳感器,用來測量并記錄數據。

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兩名航天員成功入駐天宮二號艙

科研專家做了地面模擬演示。在測量時,航天員把這枚“秤砣”和“施力手柄”組裝到一起,就像搭樂高積木一樣。有趣的是,測量扭力時,施力手柄是兩根軟棍。兩根棍子將“秤砣”夾在中間,宇航員雙手各握一端,反復扭動,動作看起來就像在玩雙截棍。

例如,測量推力時,施力手柄換成一枚圓形的大印章,傳感器組件藏在印章底部,宇航員只需握住手柄,往艙壁上推;測量拉力時則更巧妙,科研人員在施力手柄的底部裝了個小鉤子,可以鉤住艙壁的小圓孔,從而測量拉力。

據悉,整套設備實現了全自動化。宇航員測量前按下按鈕,到規定時間測量自動結束,宇航員按下另一個按鈕保存數據。如果感覺這次實驗不太順利,宇航員可暫停重新開始,經過反復幾次實驗得到最終的準確的數據。

據介紹,這次隨天宮二號升空的最終版測量設備,集成在一個手提式儀器箱中,比地面模擬實驗的測量設備要縮小許多。開展實驗時,航天員會將儀器箱打開,取出其中一種測力傳感器,并將其固定在給定的區域,再將附件與傳感器機械連接,就可以測量了。

至于這套設備到底是什么?它有多大?是什么顏色?專家表示留個懸念,屆時還是請觀眾坐等收看電視節目吧。


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