天舟六号昨晚起飞了

（图片来源：科技日报）就在昨晚，天舟六号货运飞船将由长征七号遥七运载火箭送入太空，完成与中国空间站的对接，并为航天员提供所需的服装、食物、水、实验设备等物资。众所周知，不管是航天员的吃喝还是空间站做实验的设备物品，均以货物的形式放置在天舟飞船的货运舱内。货运舱内的货包，真的是强迫症福音但是，有一些东西跟物资一同上天，却不在货运飞船内，而是外挂在了飞船的外表面。

抢张“挂票”，挂在哪？首先，我们要知道，“挂票”的设计并非因为天舟六号空间不够用，而是出于充分利用天舟货运飞船资源的考量。

目前，中国空间站已全面建成，所以每年将按照1至2艘的频度发射货船，向空间站运送货物。

天舟六号货运飞船的载货量已经比它的前辈们高了很多，是目前世界上运货能力最强的货运飞船之一，但载货量的需求永远是越大越好，所以舱内的空间都尽可能用于载货。

为了能更充分利用天舟货运飞船资源，将综合收益提升到最大，货船的尾椎段外部空间也可以充分利用，用来悬挂科学载荷，这就有了我们的“挂票”。

那么，买了“挂票”后，载荷会挂在哪呢？下图里我们可以看到上下两个黑框，它们分别是天舟六号飞船的货运舱和推进舱。

中间红圈的位置，就是中科院力学所团队设计的搭载实验——超临界流载荷，安装在飞船的后锥段，裸露在飞船外表面。

天舟六号飞船结构（图片来源：中央广播电视总台）是的，你没看错，就是一个“外挂”，是不是特别容易联想到某发展中大国搭火车的场景？某国，大量乘客站上拥挤的火车离开车站（图片来源：澎湃新闻）实际上，为了这张来之不易的“挂票”，我们科研团队可是足足准备了2年多。

如果您也想送个东西上太空，这篇攻略请头条读者先收藏好。

送个东西上太空的攻略（挂票版）第一步：抢票——准备好课题和方案天舟货船搭载实验从2021年11月就开始了，在天舟四号和天舟五号货运飞船上都进行过。

很多人关心，到底什么人有资格来“抢票”。

实际上，政府机构、科研院所、教育机构、企业、行业组织等都有资格申报，此前开展的搭载实验中还有澳门学生制作的科普卫星呢。

澳门学生的科普卫星一号问：向谁申请？答：中国载人航天工程办公室。

1992年9月21日，中国载人航天工程由中国政府批准实施，代号“921工程”。

为了加强对工程的管理，设立了“中国载人航天工程办公室”（CMSEO），代表政府行使管理职能。

他们每年都会在网站发布公开征集的信息，也会同步在教育部官网和社会媒体上。

问：船票多少钱？答：免费！搭载项目本身不收取搭载费用。

但是，在搭载实施过程中产生的测试、安装、联试、配套电缆、释放装置等必要的工程实施费用和必要的管理费用还是要给的。

问：怎么申请？容易吗？答：准备好课题和方案，百里挑一！搭载项目有4个基本要求：（1）面向科学和技术前沿，符合国家发展战略需求和科学技术发展趋势；（2）具有前瞻性和创新性，具有产业发展应用价值或科普教育意义；（3）在空间开展实验的必要性论证要充分，并具备工程可实现性；（4）对于国家重点研发计划、自然科学基金以及各部委、中科院等支持的科技创新、科普教育项目优先予以搭载。

天舟六号一共只安排了3个搭载实验，但是申请的项目数超过200个，所以竞争其实非常激烈。

超临界流载荷项目，主要是研究空间热毛细流动的多级分岔至混沌的基本物理规律，探索湍流的形成机理。

这一项目的意义在于，计算机等领域常用的半导体材料，都是依靠晶体生长的方式制备的，想要生产出高质量的半导体材料，就需要科学控制单晶硅在晶体生长过程中不稳定对流的影响。

在太空开展超临界流载荷实验，有助于让科学家更深入地剖析不稳定对流的真实过程，做好理论储备和基础。

该项目在地面无法实施，又对理解湍流难题有重要的实际意义，所以才能从众多课题中脱颖而出。

第二步：乘船指南——全面了解飞船的要求一般会在飞船发射前1年确定上船的资格，一旦拿到“船票”也不意味着就能够成功上船，还要满足飞船的相关要求。

飞船会发给我们几百页的“接口条件”相关文件，里面对于载荷相关的要求做了非常详细的描述，比如，载荷重量不能超过xx公斤，高度不能超过xx厘米，安装位置在xx位置，飞船能够提供xx伏的一次电源，载荷总功率不能超过xx瓦，飞船能够提供x路电接口，x路开关指令、遥测、端口等。

以此次搭载的超临界流载荷为例，我们就被安排在了飞船的后锥段。

简单说，就是“脚下”不是平的，而是一个锥面。

所以，在进行载荷设计的时候，我们就需要先制作一个“支架”，让它能够跟飞船贴合，然后再把载荷的箱体安装在这个“支架”上，来满足飞船要求。

飞船后锥段上先设计安装“支架”，再安装载荷第三步：梳洗打扮——设计载荷这一步是最关键的，根据课题目标来确定研究内容，进而提出研究方案，将整个的载荷系统确定好，进行结构和电路设计。

超临界流载荷的基本原理和方案是这样的：液体的表面张力会随着温度变化，温度高的地方表面张力低，温度低的地方表面张力高，表面张力不均匀会驱动液体在微重力环境下流动，这种表面张力温度效应驱动流动，也称为热毛细流动，或者叫做Marangoni对流。

我们先做一个圆形的液池，池周围放置制冷片，提供一个冷的环境，然后在中间放一根加热棒，提供一个热的环境。

液池内部的液体就会流动起来，用红外热像仪拍摄这个过程，观察流动现象，就是实验的大体流程。

液池示意图预期的实验结果示意图不过，为了能够在空间无人值守的情况下拍摄图像、记录图像并且传输图像，载荷需要若干系统来支持。

再选择相关的硬件产品，进行结构设计和布局，最后将他们装在一个指定尺寸的箱体内，能够满足飞船的接口要求。

左图，各功能模块设计；右图，将功能模块集成安装在箱体内左图：载荷内部细节；右图：载荷实物外观第四步：检验检疫——试验报告设计好了载荷之后，还需要到专门的“检验检疫”部门盖章，才能够有资格上船，这些检验的手续包括振动试验、冲击试验、加速度试验、热真空实验、EMC试验等。

大家都知道，火箭在发射过程中有剧烈的振动和较高的过载，为了保证在这个过程中载荷能够不损坏，上天之前，一定要到相关部门做相应的振动、加速度等试验，确保在不同的频率振动时，载荷不会因为出现共振导致断裂、损坏等情况，这才能安心放行。

由于搭载载荷在飞船外表面，进入空间轨道后将经受-60到+60摄氏度的温度差，向阳面和背阳面的温差是否会给载荷带来过热或者过冷的问题，也需要通过专业的真空罐来进行测试。

热真空实验最后，由于飞船和空间站都布满了高密度的电子元器件，所以一定要杜绝电磁泄漏、电磁脉冲、电泳等有可能干扰其他电子元器件的情况，确保载荷符合相关电磁性能的要求。

这也要开展针对性的测试来确保无虞。

所有的测试报告都显示“合格”后，载荷才能够有资格登船。

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