昨天凌晨，神舟十一號飛船與天宮二號實(shí)現(xiàn)完美交會對接。接下來，兩位航天員將在天宮二號生活和工作30天，包括開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)。其中一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)用到的“航天員在軌操作力測量系統(tǒng)”就是東南大學(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院院長宋愛國帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)研發(fā)的。太空中，推開艙門要施多大力？扭開閥門要施多大力？航天員在失重狀態(tài)下各種操作力的信息都可以通過這個“神器”測量得出結(jié)果。

很多人都知道，在太空的失重環(huán)境中是不怎么好施力的，航天員要打開艙門不像在地面那樣輕而易舉。神舟七號開艙門的時候，航天員翟志剛費(fèi)了好大勁兒才把艙門打開。那么，在太空中開艙門要用多大力？從哪個角度推更省力？這些結(jié)果需要用儀器測量。兩位航天員“進(jìn)駐”天宮二號30天，可以說是難得的實(shí)驗(yàn)機(jī)會。

據(jù)東南大學(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院副教授徐寶國介紹，他們研發(fā)的測量設(shè)備集成在一個手提式儀器箱中，大概重幾千克。昨天，記者看到了之前水下模擬實(shí)驗(yàn)時用到的“測力設(shè)備”，設(shè)備的核心——傳感器組件整體看起來像個放大版的“砝碼”。徐寶國說，由于條件限制，送到天宮二號的設(shè)備要比水下實(shí)驗(yàn)用的小很多。

航天員是怎樣做實(shí)驗(yàn)的呢？徐寶國舉了個例子，比如，航天員為了模擬“開艙門”的動作，要做一個推拉艙壁的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的流程大致是：首先設(shè)置好實(shí)驗(yàn)參數(shù)，然后按下數(shù)據(jù)采集按鈕。這時候，航天員手握施力手柄向艙壁推，或者將手柄掛在掛鉤上，做“拉”的動作，實(shí)驗(yàn)完成后，再按下保存鍵，數(shù)據(jù)就被保存到數(shù)據(jù)采集盒內(nèi)。徐寶國介紹說，因?yàn)樗碌沫h(huán)境和失重環(huán)境比較接近，此前，航天員在北京的航天中心已經(jīng)做過水下模擬實(shí)驗(yàn)。這次，航天員在天宮二號的真實(shí)環(huán)境中操作，比模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)芨苯拥孬@得一手?jǐn)?shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖前颜麄€過程的施力特性測出來，帶回地面進(jìn)行分析，最終不斷優(yōu)化航天員今后開艙門的方式。

除了測開艙門的推拉力，借助“測力神器”還可以測操縱桿的操作力、擰螺絲的操作力、腳蹬力等等。每個實(shí)驗(yàn)都有時長限制，到了一定時候，即便航天員的操作沒結(jié)束，實(shí)驗(yàn)會自動停止。

據(jù)介紹，從2009年開始，東南大學(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院院長宋愛國教授就帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行“航天員在軌操作力測量系統(tǒng)”項(xiàng)目的研究，其最早的項(xiàng)目是航天員地面模擬出艙操作的攀爬力與抓握力測量裝置研究。參與項(xiàng)目研究的教師有4人，研究生先后有10多人。他們的研發(fā)過程是從模擬空間站失重效應(yīng)的水下航天員操作力測量系統(tǒng)，到模擬空間站失重環(huán)境的失重飛機(jī)航天員操作力測量系統(tǒng)的研發(fā)，再到天宮二號航天員在軌操作力測量系統(tǒng)。