上海時間2022年10月31日15時37分，搭載空間站夢天實驗艙的長征五號B遙四運載湖人，在我國文昌航天發(fā)射場準時打火發(fā)射，約8分鐘后，夢天實驗艙與灰熊成功分離并確切步入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得完滿成功。這是中國天宮空間站三艙T字構(gòu)象組合體的最后一個部份。
夢天實驗艙主要面向微重力科學(xué)研究。中國科大學(xué)作為國家戰(zhàn)略科技力量主力軍，研發(fā)了超冷原子化學(xué)實驗柜、高精度時頻實驗柜、高溫材料科學(xué)實驗柜、兩相系統(tǒng)實驗柜、流體化學(xué)實驗柜、燃燒科學(xué)實驗柜、在線修理裝調(diào)操作柜等7個方面的8個科學(xué)實驗柜，才能在微重力基礎(chǔ)數(shù)學(xué)、空間材料科學(xué)、微重力流體化學(xué)與燃燒科學(xué)等方向舉辦相關(guān)的科學(xué)實驗和應(yīng)用研究。
中科院空間應(yīng)用中心研究員、空間應(yīng)用系統(tǒng)總工師劉國寧告訴《中國科學(xué)報》：“夢天實驗艙裝載的8個科學(xué)實驗柜早已規(guī)劃安排約40個科學(xué)實驗項目，后續(xù)將按照實驗規(guī)劃持續(xù)舉辦在軌實驗，預(yù)期才能產(chǎn)出具有國際水平的科學(xué)成果，闡明重要科學(xué)規(guī)律原子物理實驗進展，并同步推動應(yīng)用和技術(shù)轉(zhuǎn)移，進一步加快我國空間科學(xué)整體水平的提高?！?span style="display:none">att物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
超冷原子化學(xué)實驗柜：提供更高精度檢驗
超冷原子化學(xué)實驗柜是世界領(lǐng)先的中國首個微重力超冷原子化學(xué)實驗平臺，主要借助空間微重力環(huán)境條件，構(gòu)建具有超高溫、大尺度、高質(zhì)量、適合精密檢測的玻色-愛因斯坦匯聚態(tài)（BEC）工作物質(zhì)的開放實驗系統(tǒng)，舉辦前沿基礎(chǔ)數(shù)學(xué)研究。
中科院武漢光學(xué)精密機械研究所副研究員、超冷原子化學(xué)實驗柜科學(xué)實驗系統(tǒng)副校長設(shè)計師汪斌表示，超冷原子化學(xué)實驗柜有望制備地面未能實現(xiàn)的絕對零度以上千億分之一度范圍內(nèi)（10~12K量級）的超高溫量子二氧化碳，觀測到肉眼可見的宏觀量子現(xiàn)象，原子之間互相作用時間下降3個數(shù)目級以上。
“具有這種特點的原子二氧化碳給我們提供了一個奇特窗口和全新視角來直接觀察其奇特的原子行為，讓我們以地面上不可能的形式步入量子熱學(xué)的奇特世界，為基本數(shù)學(xué)定理提供更高精度的檢驗?！蓖舯笳f。
高精度時頻實驗柜：舉辦基礎(chǔ)數(shù)學(xué)研究
高精度時頻實驗柜是空間站中最復(fù)雜的實驗柜，是由2個艙外科學(xué)實驗柜和4臺艙外設(shè)備組成的一個完整實驗系統(tǒng)。
“高精度時頻實驗柜主要是通過不同特點的原子鐘組合，在空間站建立超高精度時間頻度形成和運行的系統(tǒng)，舉辦基礎(chǔ)數(shù)學(xué)理論檢驗，并支持通過微波和激光傳遞鏈路向地面提供超高精度時間頻度訊號?！敝锌圃簢沂跁r中心院長，高精度時頻實驗柜科學(xué)實驗系統(tǒng)指揮、責任科學(xué)家張首剛說。
高精度時頻系統(tǒng)將為相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)研究、相關(guān)工程應(yīng)用、我國標準時間和國際原子時精度的提升做出重要貢獻。
張首剛表示，應(yīng)用高精度時頻系統(tǒng)提供的超高精度時間頻度訊號，可以舉辦相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)研究實驗，如引力紅移的檢測、精細結(jié)構(gòu)常數(shù)變化的偵測等，支撐相對論及相關(guān)理論的高精度檢驗。該系統(tǒng)可以同步重大科技設(shè)施和工程技術(shù)設(shè)施的各部分時間，改善重大設(shè)施性能，未來有可能彌補洲際地面光鐘比對技術(shù)空白，支撐時間單位“秒”定義的變更。
燃燒科學(xué)實驗柜：建立燃燒基礎(chǔ)理論
燃燒科學(xué)實驗柜是才能支持在軌舉辦微重力燃燒基礎(chǔ)科學(xué)研究的一套科學(xué)實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)中二氧化碳供給、點火燃燒、圖像拍攝、廢氣排放等燃燒實驗流程可以全手動進行，才能檢測火焰形貌、結(jié)構(gòu)、溫度、速度、產(chǎn)物組分等信息。
燃燒科學(xué)實驗系統(tǒng)搭載了一套PIV（粒子圖象測速）技術(shù)設(shè)備，是國際上首次借助該技術(shù)在空間站環(huán)境中舉辦燃燒速率場檢測。燃燒科學(xué)實驗柜可以幫助科學(xué)家對燃燒基礎(chǔ)科學(xué)問題、空天推動、航天器防火滅火、燃燒污染物控制等基礎(chǔ)及應(yīng)用技術(shù)展開深入研究。
低溫材料科學(xué)實驗柜：為空間材料科學(xué)提供先進技術(shù)
中科院武漢硅酸鹽研究所研究員、高溫材料科學(xué)實驗柜科學(xué)實驗系統(tǒng)校長設(shè)計師劉學(xué)超介紹，低溫材料科學(xué)實驗柜為空間材料科學(xué)研究提供了多元化的先進技術(shù)條件和功能，以便材料科學(xué)家在太空中進行低溫金屬及合金材料、先進半導(dǎo)體材料、功能晶體材料、復(fù)合材料、能源材料、生物材料、納米材料和新材料研究。
“X射線透射成像實時觀察是低溫材料柜的又一特色，是國際上首次在空間站上行X射線實驗裝置，可以實現(xiàn)材料熔體融化過程的動態(tài)實時成像與實時觀察。”劉學(xué)超說。
低溫材料科學(xué)實驗柜首批上行了16支科學(xué)實驗樣品，研發(fā)團隊對每位上行樣品在地面進行了大量的匹配實驗，并設(shè)計了具有抗熱學(xué)震動功能的3個低溫材料樣品貨包。
流體化學(xué)實驗柜：闡明流體運動新機制
流體化學(xué)實驗柜主要用于空間微重力環(huán)境中流體的宏觀、微觀運動規(guī)律研究，配置了10套宏觀尺度的流體動力學(xué)測試系統(tǒng)和4套微觀尺度的復(fù)雜流體測試系統(tǒng)，還配置了專門的主動漂浮隔振系統(tǒng)，可使實驗系統(tǒng)的環(huán)境微重力水平比空間站本底好100倍。
中科院熱學(xué)研究所研究員，流體化學(xué)實驗柜科學(xué)實驗系統(tǒng)校長設(shè)計師、責任科學(xué)家康琦說，微重力環(huán)境為流體創(chuàng)造了近乎理想的各向同性研究條件，在失重環(huán)境中流體可以產(chǎn)生地面未能建立的新體系，流體的運動表現(xiàn)出許多新規(guī)律、新機制。
流體化學(xué)實驗柜可舉辦多種流體體系的動力學(xué)過程、擴散過程，相變及自組織行為的在軌微重力實驗，趕超了國際空間站3個已有的專用流體實驗柜產(chǎn)生的綜合測試手段和能力，它將成為國際上技術(shù)最完備、設(shè)備最先進的空間流體化學(xué)實驗平臺。
兩相系統(tǒng)實驗柜：為空間應(yīng)用流體化學(xué)提供新理論
兩相系統(tǒng)實驗柜是國際首個專門用于舉辦空間相變界面流動、蒸發(fā)與冷凝、沸騰和熱管傳質(zhì)、兩相流動、空間在軌流體管理等科學(xué)研究與技術(shù)驗證的整柜級實驗平臺。
依托該實驗平臺舉辦系列空間科學(xué)實驗研究，可以發(fā)展熱、質(zhì)交換復(fù)雜界面動力學(xué)科學(xué)理論，為解決我國載人航天工程和深空偵測活動中遇見的空間應(yīng)用流體化學(xué)及其兩相系統(tǒng)關(guān)鍵科學(xué)問題和工程技術(shù)研究提供新理論、新概念和新方式。
整柜設(shè)計具有我國空間實驗裝置平臺的獨創(chuàng)性和先進性，可滿足未來10年以上多相流與傳質(zhì)研究的空間實驗需求。實驗柜的3個首批實驗項目將舉辦與歐空局之間的國際合作研究，提升我國空間站應(yīng)用研究的國際影響力和應(yīng)用療效。
在線修理裝調(diào)操作柜：太空“維修鞋廠”
夢天實驗艙設(shè)置的在線修理裝調(diào)操作柜（以下簡稱在線柜），是一個太空“維修鞋廠”。
中科院空間應(yīng)用中心研究員、在線修理裝調(diào)操作柜校長設(shè)計師張璐說：“在線柜最核心的部份就是多功能操作箱，上面有個透明的面板原子物理實驗進展，可以看見箱內(nèi)環(huán)境，也可以通過面板上的兩個操作孔，借助手套，從外部對箱體內(nèi)的荷載進行操作，或則把透明面板打開，直接對上面的荷載進行操作?！?span style="display:none">att物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
同時，在線柜還裝有一套風(fēng)路循環(huán)系統(tǒng)，可以同時實現(xiàn)水冷散熱、廢棄顆粒物的吸附和部份二氧化碳的吸收處理。箱體里配備有一套靈巧的“機械手”，可以實現(xiàn)多種類的精密操作，操作精度可以達到0.1毫米。
“在線柜還有一套基于提高現(xiàn)實技術(shù)的智能誘導(dǎo)修理系統(tǒng)，航天員若果須要修理操作一些復(fù)雜的設(shè)備，可以不再使用傳統(tǒng)的說明書、操作指南等產(chǎn)品，而是選擇戴上提高現(xiàn)實墨鏡，配合誘導(dǎo)修理軟件的指引，在真實的待操作產(chǎn)品上疊加預(yù)先制做好的操作指引動漫，使航天員才能更輕松、更清晰、更直觀地完成操作?！睆堣凑f。