4月13日，實(shí)踐十號(hào)科學(xué)衛(wèi)星已在太空遨游了7天多。中科院力學(xué)研究所王雙峰副研究員早早趕到了國家空間科學(xué)中心懷柔園區(qū)，準(zhǔn)備了解衛(wèi)星上他和團(tuán)隊(duì)開展實(shí)驗(yàn)的情況。對(duì)于實(shí)踐十號(hào)來說，他的研究有點(diǎn)特殊，是在實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)點(diǎn)上一把火，研究微重力條件下固體材料的燃燒特性。

上午9時(shí)57分，按照預(yù)定飛行控制時(shí)序，實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星艙里的實(shí)驗(yàn)裝置開機(jī)工作，實(shí)驗(yàn)開始，中午12時(shí)47分實(shí)驗(yàn)結(jié)束。這是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在實(shí)踐十號(hào)上要做的四次燃燒實(shí)驗(yàn)中的一次，主要是了解有機(jī)玻璃和聚乙烯材料在空間微重力環(huán)境下的燃燒情況。

下午17時(shí)左右，從實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星上傳回了本次燃燒實(shí)驗(yàn)的第一批數(shù)據(jù)，包括圖像數(shù)據(jù)。“從目前收到的數(shù)據(jù)看，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)正常，點(diǎn)火、著火、火焰?zhèn)鞑サ葘?shí)驗(yàn)做得挺好?！蓖蹼p峰高興地對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者說。

王雙峰團(tuán)隊(duì)在衛(wèi)星上所做的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目叫“典型非金屬材料在微重力環(huán)境中的著火及燃燒特性研究”，是要通過衛(wèi)星空間實(shí)驗(yàn)，研究非金屬材料在微重力條件下的著火和燃燒過程，分析燃料種類、形狀和環(huán)境氣流等因素對(duì)材料的著火和火焰?zhèn)鞑C(jī)理的影響規(guī)律，并將其與地面實(shí)驗(yàn)結(jié)果、數(shù)值模擬結(jié)果相對(duì)照，認(rèn)識(shí)微重力環(huán)境中火災(zāi)發(fā)生和演變的規(guī)律，建立非金屬材料火焰?zhèn)鞑ズ涂扇紭O限模型，為航天器設(shè)計(jì)中材料防火性能的評(píng)價(jià)、材料篩選以及火災(zāi)安全措施的建立和完善提供科學(xué)依據(jù)。

毫無疑問，王雙峰的研究是為未來我國載人航天器的火災(zāi)預(yù)防做準(zhǔn)備的。我國將在2020年前后在太空建設(shè)有人長期值守的空間站，其防火問題不容忽視。這方面在世界載人航天的發(fā)展史上已有慘痛的教訓(xùn)。在美國阿波羅一號(hào)宇宙飛船計(jì)劃升上太空之前，曾于1967年1月27日在地面上舉行了一次模擬演習(xí)。3名宇航員便因船艙失火不幸罹難。美國的登月計(jì)劃也由此而推后；1997年2月23日晚22時(shí)35分，俄羅斯“和平號(hào)”太空站也曾發(fā)生嚴(yán)重的火災(zāi)。當(dāng)航天員杰里·利恩格看到一米多長的火焰掠過“量子1號(hào)”艙時(shí)，驚得目瞪口呆。好在航天員們滅火及時(shí)，沒有釀成大禍。

“因此，掌握所使用的非金屬材料的防火特性，建立材料選用和使用的規(guī)范，并制定相應(yīng)的火災(zāi)預(yù)防辦法，才能最大限度地預(yù)防航天器艙內(nèi)火災(zāi)的發(fā)生，保障航天器和航天員的安全。”王雙峰說。

目前，國內(nèi)外關(guān)于微重力下固體材料燃燒特性的研究主要集中于熱薄材料，對(duì)于熱厚材料燃燒特性僅有少量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而實(shí)際使用的非金屬材料大部分都屬于熱厚材料。王雙峰的項(xiàng)目就是對(duì)微重力環(huán)境中熱厚材料的著火和燃燒特性開展研究的。

在實(shí)踐十號(hào)升空之前，王雙峰團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在地面做了相應(yīng)的模擬實(shí)驗(yàn)。但地面上的燃燒總是受到浮力對(duì)流的影響，而航天器在軌飛行時(shí)處于微重力狀態(tài)，這時(shí)浮力對(duì)流基本消失，材料的燃燒過程和火焰特性將發(fā)生顯著變化。團(tuán)隊(duì)將在太空中以不同的環(huán)境氣流速度和方向、不同的材料種類和形狀、不同的壓力等條件開展燃燒測試，取得實(shí)驗(yàn)觀測數(shù)據(jù)。

太空實(shí)驗(yàn)，機(jī)會(huì)難得。王雙峰說，我們首次采用了多通道實(shí)驗(yàn)段設(shè)計(jì)，有效避免實(shí)驗(yàn)樣品之間的干擾，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)樣品、氧氣濃度、氣流速度、點(diǎn)火方式等實(shí)驗(yàn)參數(shù)的靈活組合，保證了空間實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)的充分利用和科學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。