徐之海指导的项目荣获嫦娥七号测科普试验载荷创意设计征集二等奖

2023-02-20 10:24:19 刘文静

2022年4月24日,在中国第七个航天日当天,中国探月工程公布了嫦娥七号、小行星探测科普试验载荷创意设计征集获奖名单。由浙江大学光电学院张自然、陈肇杰、罗鹏同学与计算机学院杨子晗同学设计,徐之海教授指导的方案——“月球上的沙漏实验”成功入围嫦娥七号科普载荷创意征集竞赛终选阶段,并获得全国二等奖。

嫦娥七号科普载荷创意征集竞赛由国家航天局联合教育部、科技部、中国科学院、共青团中央、中国科协和国家自然科学基金委员会共同主办。“月球上的沙漏实验”作为浙江省唯一入选的方案,有望在后续任务中获得搭载。

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月球上的沙漏实验

压强、重力、颗粒大小……沙漏流速的快慢到底受哪些因素影响?下落速度是否可以改变?能否通过科学公式计算?至今,在学术界,沙漏计时的准确物理模型仍然存在争论。

一“沙”一世界。除了计时,沙漏中的“沙粒”蕴含着丰富的知识。

 沙漏是国内外有许多科学家研究“颗粒流”的重要工具。一颗颗“沙粒”聚合到沙漏内部,会形成似液体般流动的全新群体状态,在化工上称为“颗粒流”,而“颗粒流”的力学知识则可应用在建筑、滑坡应对等领域。

“我们想将沙漏带到月球表面,通过在月球上低重力环境下做沙漏实验,能帮助大家更好探究沙漏计时背后的物理学原理,探索颗粒流的精准物理模型,说不定还能为未来建月球基地积累粒状材料应用知识。”团队成员、浙江大学光电科学与工程学院研究生张自然说。

张自然和几位同学一起,在徐之海教授的指导下,商讨出了《月球上的沙漏实验》,将“脑洞”变为工程方案。

 “ 开‘脑洞’简单,要让实验变为现实,却要考虑不少因素。”张自然说,在这个实验中,沙漏试验箱装置内部包含沙漏、驱动电机、环形照明灯、监视相机等模块。

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与普通沙漏相比,为了上太空,这款沙漏实验装置有许多特别之处。比如,为了减普通沙粒不规则带来的影响,装置中的“沙粒”选取了0.24毫米的玻璃珠。为了解决地球与太空气压不同,他们还设计在瓶壁打上比玻璃珠直径小的透气孔。而瓶壁本身也是经过千挑万选,可以适应太空环境的材料。

该方案的最终成型离不开指导老师徐之海的悉心指导。作为中国宇航学会空间遥感专业委员会副主任委员,徐之海老师主持设计并研制的系列星载光学系统曾在嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥四号中继星、嫦娥五号试验星任务中得以应用,成就突出。在此次整个实验项目进行中,徐老师高度关注方案进展,提供了许多很有价值的意见和建议。同学们反映“从3D建模到方案的工程化,每一处细节都经过了反复的推敲,徐老师还热切期待同学们继续努力,努力实现将沙漏实验带到探月项目的实践中”。

责任编辑:刘文静

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    浙江大学光电学院徐之海教授指导的方案——“月球上的沙漏实验”成功入围嫦娥七号科普载荷创意征集竞赛终选阶段,并获得二等奖