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近日，中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研制建設(shè)的電磁彈射微重力實(shí)驗(yàn)裝置（4秒）啟動(dòng)試運(yùn)行，這也是亞洲首個(gè)電磁彈射微重力實(shí)驗(yàn)裝置。

該裝置采用電磁拋射的方式在地面構(gòu)建微重力實(shí)驗(yàn)環(huán)境，即采用電磁彈射系統(tǒng)將實(shí)驗(yàn)艙垂直加速到預(yù)定速度后釋放，實(shí)驗(yàn)艙在上拋和下落階段為科學(xué)載荷提供微重力環(huán)境，目前該裝置達(dá)到了4秒微重力時(shí)間、10μg微重力水平、過載加速度不超過5g、實(shí)驗(yàn)間隔不大于10min的國(guó)際先進(jìn)水平。與傳統(tǒng)單程落塔、拋物線飛機(jī)等相比，裝置在實(shí)驗(yàn)效率、實(shí)驗(yàn)載荷強(qiáng)度要求、運(yùn)行成本等方面具有較大的優(yōu)勢(shì)。

在實(shí)驗(yàn)效率方面，傳統(tǒng)落塔平均每天僅可以做2-3次實(shí)驗(yàn)，拋物線飛機(jī)每次可以飛行30架次以上，但實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備周期約2-3個(gè)月。本裝置可以達(dá)到每天近百次實(shí)驗(yàn)的頻率，準(zhǔn)備時(shí)間1-2天，極大地提高了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的效率。

在實(shí)驗(yàn)載荷強(qiáng)度要求方面，傳統(tǒng)落塔在降落回收階段，試驗(yàn)艙和實(shí)驗(yàn)載荷要承受20g左右的沖擊，很大程度上限制了常規(guī)科學(xué)儀器的使用。在本裝置中，實(shí)驗(yàn)艙所受的電磁驅(qū)動(dòng)力是全程可控的，無論是微重力、月球重力還是火星重力模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)艙的回收加速度都可控制在3g左右，因此常規(guī)科學(xué)儀器都可以用于實(shí)驗(yàn)。

在運(yùn)行成本方面，裝置采用儲(chǔ)能和電磁驅(qū)動(dòng)技術(shù)，裝置運(yùn)行僅消耗電能，單次實(shí)驗(yàn)消耗電能僅1度左右，運(yùn)行成本較低，便于開展大規(guī)模的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

圖 1 電磁彈射微重力實(shí)驗(yàn)裝置（4秒）效果圖

充分有效的地面驗(yàn)證，是空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)的前提和基礎(chǔ)。地基研究能夠大幅縮短實(shí)驗(yàn)周期、降低實(shí)驗(yàn)成本、提升空間實(shí)驗(yàn)成功率，是天基研究的重要補(bǔ)充手段。電磁彈射微重力實(shí)驗(yàn)裝置有效解決了探空火箭、失重飛機(jī)、落塔等傳統(tǒng)地基微重力設(shè)施存在的實(shí)驗(yàn)成本高、準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)、過載較大等缺點(diǎn)。據(jù)介紹，中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心正在規(guī)劃建設(shè)（20秒）電磁彈射微重力實(shí)驗(yàn)裝置（重大科技基礎(chǔ)設(shè)施），力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)微重力時(shí)間20s、水平5ug、載荷500kg的國(guó)際領(lǐng)先指標(biāo)，構(gòu)建國(guó)際領(lǐng)先的微/低重力實(shí)驗(yàn)中心，為全世界空間科學(xué)領(lǐng)域的頂級(jí)科學(xué)家提供高效便捷的地基微/低重力研究平臺(tái)，并為載人航天、深空探測(cè)等國(guó)家重大工程提供地基微/低重力技術(shù)驗(yàn)證條件。

（總臺(tái)央視記者 帥俊全 李峻 任梅梅）