“八卦煉丹爐”一窺

11月18日下午，兩名航天員乘坐“神十一”返回地面，并帶回了珍貴的“天外來物”：兩批次共12支材料科學實驗樣品。當晚9時左右，中科院上海硅酸鹽所的科研人員就拿到了這些完成太空實驗的材料，后續將交給科學家進行詳細的性能測試和分析。

盛放這些“天外來物”的“八卦煉丹爐”，是上海硅酸鹽所牽頭研制的一只“身高”半米、體重約21公斤的“黑爐子”，學名叫作材料實驗爐。它由三部分組成，老大是材料實驗爐，材料實驗就是在它里面煉制的，核心溫度極高，外號“火種”；老二叫材料電控箱，是系統控制和運行的大腦，神機妙算，外號“智機”；三弟叫材料樣品袋，航天員更換和回收樣品要用到它，外號“探囊”。

如果戴上“透視眼”深入煉丹爐，“左輪手槍”式的結構設計巧妙別致。它可以一次性將6種材料同時裝進“彈夾”，扣動“扳機”開關，實驗材料依次自動進入高溫的“槍管”中，完成材料的生長過程。

材料實驗爐設備從2013年10月開始研制，與地面上的設備相比，它有3個不尋常的本領。第一項技能高效節能，用一百瓦的功率就可以實現一千度的高溫，也就是只用一盞電燈泡的功率就可以熔化那么多的高溫材料，這其中的關鍵就是我們采用了很多節能保溫技術保證熱量不向外散發。第二項技能是多點溫度監測，這個狹小的空間里安裝了21個溫度傳感器，這種設計在國內是首次，在國際上也是少見的，幫助獲得測量內部溫度的一手數據，從而獲得空間環境的傳熱特性數據，不僅填補了以往的空白，更為將來太空材料實驗裝置設計提供更多數據參考。第三個技能是高精度樣品位置控制，它里面由一套精密的機械結構控制完成，它的定位精確度可以達到0.1毫米，因為有反饋控制系統。第四個技能是人機界面，操作簡單，便于宇航員更換樣品。