亚洲首个电磁弹射微重力实验装置近日在中国科学院空间应用工程与技术中心完成新一轮实验部署,标志着我国在地面模拟太空重力环境领域取得突破性进展。该装置通过电磁驱动技术,能够精准再现微重力及月球、火星等低重力条件,为多学科研究提供重要实验平台。
微重力环境指物体所受有效重力显著低于地球表面,接近失重状态。中国科学院空间应用工程与技术中心高级工程师王喆指出,这种特殊环境下,物质运动规律与常规重力条件存在显著差异。例如,火焰形态会呈现环状结构,顶部外围呈现淡蓝色特征。电磁弹射装置正是通过高速弹射实验舱,在短时间内创造稳定的微重力环境。
实验装置主体由44米高的外塔和40米钢体结构组成,内部采用三角导轨设计,配备两列红色直线电机。实验过程中,直线电机产生电磁驱动力,将装载实验载荷的舱体垂直弹射至空中。在舱体自由上升和下落阶段,各形成2秒微重力窗口,累计有效实验时间达4秒。王喆形象地比喻:"这个过程类似地面版'跳楼机',但能精确控制运动轨迹。"
与传统落塔装置相比,该系统具有显著优势。王喆介绍,传统设备每日仅能完成2-3次实验,而电磁弹射装置可在10分钟内重启实验流程。在实验精度方面,科研团队攻克了双电机同步控制难题,确保舱体运动平稳性。若电机不同步,实验载荷将产生波动,严重影响微重力水平。
实验安全性同样得到保障。舱体下降阶段,系统通过动态调节实现载荷平稳回收。近期完成的生物实验显示,6只注射药物的小白鼠在2小时内经历22次微重力循环后,生理状态保持正常。这种可控性为精密仪器实验和生物研究提供了可靠条件。
自2023年7月试运行以来,该装置已累计完成流体物理、燃烧科学等6个领域的300余次实验。当前科研团队正与多个国家重点项目对接,计划开展超过1000次不同重力条件实验,涵盖微重力、月球重力及火星重力模拟,为载人航天工程和深空探测任务提供关键技术支撑。











