在这个神奇的实验室,地球上的法则不再适用( 二 )


普通可见火焰的燃烧温度一般在1500开尔文(1226.85摄氏度)到2000开尔文(1726.85摄氏度) , “冷焰”则是在500开尔文(226.85摄氏度)到800开尔文(526.85摄氏度)的相对较低的温度下燃烧 。 而且 , 他们的化学反应完全不同 , 普通的火焰会产生烟尘、二氧化碳和水 , 而“冷焰”会产生一氧化碳和甲醛 。 “冷焰”在地球上也存在 , 但它们只是一闪而过 。 在空间站中 , “冷焰”则可以持续很长时间 。 “冷焰”过程的发现可应用于燃油机的研发 , 有助于提高燃油机的效率并减小污染排放 , 具有很大的应用潜力 。
/机器人也可以有肌肉
在这个神奇的实验室,地球上的法则不再适用
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太空人造肌肉 。
当我们想起机器人的形象时 , 可能会想到复杂的结构机构、电机和控制器 , 一堆的金属 。 2015年4月 , 搭载人造肌肉材料的猎鹰9号火箭从美国佛罗里达州升空进入国际空间站 , 目的是在国际空间站测试这种材料的抗辐射能力 , 未来它将被安装在机器人身上 , 使其能够在特殊环境中执行任务 。 这种人造肌肉是由电活性聚合物制成的材料 , 是一种新型智能高分子材料 。 在外加电场的作用下 , 当电荷逆转时 , 它会随着电流收缩、扩张、弯曲、束紧或膨胀 , 能够模拟我们自身肌肉的运动 。
人造肌肉除了能够模拟我们的肌肉运动外还具有非常良好的抗辐射特点 , 所以这种材料被安装到机器人身上 , 可以帮助人类更好地探索太空 , 例如执行火星任务 , 也可以在核电站故障后执行救援和维修维护任务 。 这种人造肌肉能够耐受人类所能承受的辐射极限的20倍 , 和火星上的辐射相当 , 在辐射测试45小时后仍然保持了很好的导电性、强度和耐用性 。 同样 , 人造肌肉在零下271摄氏度的条件下也不会发生改变 , 在远高于水的沸点的135摄氏度的环境下也能很好地工作 。
基于人造肌肉各方面的优越性 , 研究人员将人造肌肉送往太空进行测试 , 检验其能够适应太空和外星球表面的恶劣环境 。 未来 , 这些人造肌肉可以用来制作人类的假肢 , 可以像我们自己的身体一样做微妙的动作 , 为受伤的人恢复行动能力和自由度 。 同时 , 安装了人造肌肉的机器人可以在潜在的核灾难和其它危险区域 , 执行需要精细运动技能的任务 。
/精准的太空钟表
在这个神奇的实验室,地球上的法则不再适用
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宇航员蒂姆·皮克正在进行实验硬件配置 。 版权/ESA
在天宫二号空间实验室中 , 科学家实现了国际上最高精度的空间冷原子钟 , 日稳定度达7.2×10^-16秒 , 可以近似描述为3000万年误差小于1秒 。 在地面上 , 由于受到重力的作用 , 经激光冷却和俘获后的超冷原子团始终处于变速状态 , 宏观上只能做类似喷泉的运动或者是抛物线运动 , 这使得基于原子量子态精密测量的原子钟在时间和空间两个维度受到一定的限制 。 在空间微重力环境下 , 原子团又可以做超慢速匀速直线运动 , 基于对这种运动的精细测量可以获得较地面上更加精密的原子谱线信息 , 从而可以获得更高精度的原子钟信号 。 因此空间冷原子钟成为重要的高精度时间频率系统 。
由于空间冷原子钟可以在太空中对其它卫星上的星载原子钟进行无干扰的时间信号传递和校准 , 从而避免大气和电离层多变状态的影响 , 因此可以为全球卫星导航系统提供授时服务 , 具有更加精确和稳定的运行能力;同时 , 可以支持开展广义相对论验证、基本物理常数测量、地球重力位测量、空间冷原子干涉仪、冷原子陀螺仪等重大科学研究与应用研究 。