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北京时间 2023 年 5 月 10 日 21 时 22 分，随着天舟六号货 运飞船在文昌发射场顺利升空，由中科院力学所康琦研究员团 队研制的 3 项空间实验载荷顺利入轨。2023 年 5 月 11 日 5 时 16 分，天舟六号与空间站组合体完成交汇对接，项目团队承 担的 3 项空间实验载荷将开展系列长时在轨微重力流体物理 科学实验。此次随天舟六号上行的 3 项科学实验为 “微重力环 状流振荡特征及转捩问题研究”(负责人为段俐研究员)、“空 间三相多液滴迁移行为研究”(负责人为康琦研究员) 和“大 Marangoni 数空间热对流的多次转捩及耦合波等问题研究” (负责人为康琦研究员)，将分别在梦天舱流体物理实验柜和 天舟六号舱外开展系列空间微重力流体力学实验。
中国空间站全面建成开启了微重力科学研究的新篇章。在 空间站建设期间，力学所顺利完成梦天舱流体物理实验柜(简 称“流体柜”) 的研制任务。自入轨以来，各项在轨测试全面 有序开展，各项功能和性能均满足设计要求。流体柜提供了 PIV、数字全息干涉、阴影/差分、红外热像仪、LDV、位移传 感器和真彩色成像多观测综合诊断技术，实现了剪切加载与显 微同步观测和静态\动态光散射测量技术， 隔振性能优于国际上同类装置。流体柜现已全面超越了国际空间站 3 个已有的专 用流体实验柜的综合测试手段和能力，成为迄今国际上技术最完备、设备最先进的空间流体物理实验平台。
图 1 流体柜及在轨实验成果
目前，康琦项目团队已完成空间站流体柜的首轮微重力流 体科学实验 —— “空间流体储存、输运及界面行为研究”。该 项目首次验证两种不同类型的微重力储箱的在轨加注过程。通 过研究板式贮箱在微重力环境中的输运性能及效率，深入认识 微重力条件下毛细流动机理及影响因素；为我国板式推进剂贮 箱的设计及改进提供非常重要的依据。该项目已经在轨取得了 大量宝贵的科学实验数据，完成了预定的任务目标。
图 2 “空间流体储存、输运及界面行为研究”载荷(随梦天舱上行)
流体柜系列科学实验项目将在空间接力开展。其中，“微 重力环状流振荡特征及转捩问题研究”载荷(简称“环状流载 荷”) 和“空间三相多液滴迁移行为研究”载荷(简称 “液滴 迁移载荷”) 是随天舟六号上行的空间站首批科学实验项目。 环状流载荷拟对提拉法空间晶体生长的界面流动稳定性过程 开展全面研究。该载荷突破多项关键技术，在一套装置实现中 心柱加热、旋转和提拉三种不同物理模型，考察不同模式下的 空间热对流失稳及转捩机制，为微重力流体管理、流体波应用 及材料制备提供理论基础，为空间环境利用提供专业的科学数 据和有益的科学指导。天舟六号与空间站交汇对接后，将由神 舟 15 号乘组第一时间进行载荷在轨安装。预计将在未来的几 天内完成在轨安装并正式开展在轨科学实验。
图 3 “微重力环状流振荡特征及转捩问题研究”载荷，
即环状流载荷(随天舟六上行)
“空间三相多液滴迁移行为研究项目”将在“微重力环状 流振荡特征及转捩问题研究”完成阶段性任务后开展空间实 验。该项目将充分利用流体柜数字全息干涉、高速 CCD 成像、 PIV 流场测量等多种先进的流场诊断手段，对微重力环境下的 液滴热毛细迁移运动开展全面研究。该实验将研究三相多液滴 迁移的相互作用，获得多个液滴或液滴群在表面张力梯度作用 下的迁移规律，为两相或多相分离、聚合在化学工程、材料制 备等领域应用奠定理论基础。载荷通过巧妙的管路设计，支持 航天员在轨进行母液和多种子液工质更换，极大拓展载荷持续 开展在轨实验的能力，有望获得多种工质、多个液滴迁移过程 的丰富实验成果。
图 4 “空间三相多液滴迁移行为研究项目”载荷，
即空间三相液滴迁移载荷(随天舟六上行)
除了利用空间站开展微重力实验，项目组积极探索利用搭 载实验机会开展微重力实验研究。“超临界流载荷”是天舟六 号的一项搭载科学实验，旨在研究以表面张力驱动流为主导的 空间热对流，开展空间环状热对流失稳的多次转捩、波动模式 的多级演化、大 Marangoni 数的耦合分岔等研究。该项目得到 国家自然科学基金重点项目“大 Marangoni 数空间热对流的多 次转捩及耦合波等问题研究”的支持，并在 200 多个预选项目 中脱颖而出，获得天舟六号搭载机会。该项目计划于 5 月 12 日进行首次在轨加电，后续将开展为期 8 个月的系列空间实 验。
图 5 “大 Marangoni 数空间热对流的多次转捩及耦合波等问题研究”载荷，
即超临界流载荷(天舟六搭载实验)
在过去几年时间里，项目组齐心协力、攻坚克难，成功突 破了多项空间实验技术，为空间站流体柜顺利在轨运行奠定坚 实基础。此次天舟六号任务需要短时间内同时完成 3 项载荷的 研制，面对时间紧、难度大、任务重的挑战，项目组秉承“特 别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的载人航 天精神，克服重重困难，顺利完成载荷的研制、各项环境试验、 科学匹配实验和发射场工质加注等工作，顺利交付验收。未来， 项目团队将充分利用空间实验的机会，开展系统的科学实验， 争创世界一流的科研成果。
图 6 项目团队海南发射场顺利完成交付