快递小哥在太空那么久还干啥了？专家解读两相系统实验平台关键技术研究

 “两相系统实验平台关键技术研究”是什么实验？？？　　快递小哥天舟一号除了要执行“太空加油”的任务之外，还搭载了一系列实验载荷，进行科学实验和技术试验，两相系统实验平台关键技术研究就是其中之一。
　　中国载人航天工程网特此邀请到中科院力学所刘秋生研究员，他对实验进行了详细解读。
　　
（以下为访谈实录：）　　主持人：今天我们为您邀请到的是中科院力学所的刘秋生研究员，来为我们介绍一下天舟一号上面搭载的一项神秘实验。刘老师您好！
　　刘老师：您好！
　　主持人：先给我们介绍一下我们这次搭载的是一个什么实验吧。
　　刘秋生：这次我们搭载天舟一号飞船的科学实验是关于两相系统实验平台的关键技术研究。
　　在日常生活当中，我们处处都可以看到蒸发和冷凝的现象。比方说湖水受到太阳光照射以后，它的蒸发，它或者会越来越减少。包括我们早晨起来，可能一出门，天气比较凉的时候，突然看到花瓣或者是树叶上结的有些露水，我们叫露珠是吧，就是液滴，这就是一个冷凝。
　　因为在空间没有微重力，气液相它是一个自由表面，自由表面在空间微重力环境下，不受重力的影响，它是具有跟地面受重力影响的液面完全不同的。地面上我们看的一般都是比较平直的液面，在空间上的液面一般都是弯曲的，都是有大弧度的曲面，所以这个形状来说，我们从眼睛观测上，它就明显不同。但是我们还是要观测它，由于从气相变成液相，这个转换过程当中，它里边传热传质的一些过程，也就是说气怎么变成液，里边伴随着哪些传热的过程或者现象，然后液又怎么变成气相，这个目前来说在地面上和在空间上，我们从前期的空间实验认知上来说，发现是不同的。
　　这次这个实验是有我们国家特殊的一些特色和一些创新点，所以这次蒸发和冷凝实验搭载我们天舟一号上去，也是我们国家首次开展的冷凝和蒸发组合式的实验。
　　主持人：刘老师，比如我们在地球上大家很习惯了，树上掉个苹果就会砸到我们的头，很多我们习以为常的，或者大家都成了公理认知的这种物理的现象，到了太空之后，可能就会完全是一种颠覆性的变化，在流体力学这方面是不是有很多这样的现象？
　　刘秋生：对，实际上我们刚才说了，如果你把视角只盯在地球上，我们就是摆脱不了重力的影响。如果我们把视角挪到太空当中，挪到宇宙当中，所以它这个没有重力的影响，或者有低重力的影响，包括在月球上，月球上是低重力，火星也是低重力，这些重力变化对我们物理规律或者物理现象会带来哪些影响？这个在某些体质或者某些物理对象，物理过程当中会有明显的变化，流体物理就是其中之一。它是比较明显的变化之一，刚才我说了流体界面的变化，还有在地面上我们看到液滴，如果我们滴了一杯咖啡，喝咖啡的时候，有一滴咖啡掉到桌面上了，这个液体是趴着的，扁扁的。但如果我们在太空，宇航员喝咖啡，如果他掉出来一滴咖啡，它是飘在空间的，是很圆的。在桌面上的这个液滴，在空间上它从趴着会立起来，变成半圆的这种球形，你看这种形貌变化都是明显空间与地面环境不同带来的。这只是很简单的一个流体物理的现象之一。
　　再举一个简单的例子，刚才您说的，如果我们放眼太空，我们都想将来离开地球，我们在外太空生活，这个喝咖啡、喝水是一个最普遍不过的事情了。前些时候我也是应朋友之邀，参加了一个学术报告会，是邀请美国的一个从事流体物理的一个科学家来讲座。他专门从事空间流体管理研究，也就是空间微重力流体，他做了一件事情，让我也很感兴趣。他研究了一个空间专门喝咖啡的杯子，供宇航员喝。据我们了解，宇航员在空间饮水和饮食物都是靠挤压的塑料袋，但是这个挤压的塑料袋供水供食品，对宇航员长期来说，对他生理上和心理上，主要是心理上，他是有障碍的。因为他离开地球的环境，如果你要长期让他这么生活，在他的心理上会有一定的影响，所以这个科学家也是为了他们空间站上航天员的需要，或者是心理需求吧，他设计了一个咖啡杯，这个咖啡杯真可以敞开口了，跟我们杯子一样，它的形状特别特殊，它可以把咖啡从袋子里挤到这个杯子里，让这个宇航员拿着这个杯子对着嘴边喝还边能闻到咖啡的味道。这个利用的就是空间微重力流体前期一二十年或者更早三十年，很多次科学实验来研究这个流体管理的知识和认识得到的一个技术，然后他用到太空喝咖啡杯子设计上。这是微重力流体最好的一个应用。
　　当然了，很多热设备，包括卫星上也用很多热管，它是给卫星来控制温度的，这些热管设备能不能正常搬上去？能不能正常使用？这些都是类似的问题。如果不能搬上去，或者搬上去以后，不能正常的工作，不能长期的工作，那我们就需要对它里面的相变，蒸发、冷凝相变过程，传热传质的过程进行深入的研究，得到深入的认知以后，我们再针对它这个空间微重力环境来设计适用于微重力环境的这些热设备，这个也是我们这次科学实验最大的或者是最重要的一个应用的背景。
　　主持人：我们也期望刘老师这次实验能够获得非常完美的结果，也希望在我们未来这种科技发展中，给我们带来更多实验，解决更多的问题，最终能造福我们每个人的生活。谢谢刘老师。
　　刘秋生：谢谢。