祝贺徐之海教授指导的“月球上的沙漏实验”荣获嫦娥七号、小行星探测科普试验载荷创意设计征集竞赛二等奖

编辑: 时间:2022年04月28日 访问次数:0


424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。由我院张自然、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。


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。

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”。



浙江大学光电学院在深空探测任务中有着突出的贡献:

    • CMOS监视相机光学镜头——嫦娥二、三、四号(2010

    • 双分辨率相机搭载项目——嫦娥五号试验星(2014

    • 嫦娥四号中继星观测相机——嫦娥四号(2018