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　　揭秘航空航天领域的科学仪器，它们是航天任务的幕后英雄，支撑材料分析、环境模拟、测控通信等关键环节。值此航天日之际，仪器信息别盘点梳理航空航天领域应用到的科学仪器。

　　今天，我们迎来了第十个中国航天日。从 1970 年 4 月 24 日我国成功发射第一颗人造地球卫星 “东方红” 1 号，到如今中国空间站全面开启建设、“天问一号” 实现行星际探测跨越，我国航天事业取得了举世瞩目的辉煌成就。在这场星辰大海的征途中，除了航天人的不懈努力，还有众多科学仪器在默默发挥着关键作用，无数科学仪器与检测设备默默支撑着每一次发射、每一刻驻留、每一项实验，它们堪称助力航空航天的幕后英雄。值此航天日之际，仪器信息别盘点梳理航空航天领域应用到的科学仪器，参考仪器信息网的仪器分类体系，通过案例与数据，揭秘这些“幕后英雄”的科技力量。

　　材料热分析仪器在航空航天领域也不可或缺。热重分析仪（TGA）可通过测量材料在升温或恒温过程中的质量变化，分析材料热稳定性、分解温度及热分解产物等，确保材料在航天器高温环境下性能稳定。差示扫描量热仪（DSC）能测量材料在加热或冷却过程中的热流变化，获取材料熔点、玻璃化转变温度等参数，为材料加工工艺制定提供依据。

　　通过分析材料对 X 射线的衍射图案，可精确测定晶体结构、晶格参数及相组成。在航空航天高温合金研发中，XRD 可检测合金中析出相的类型与含量，帮助优化热处理工艺，提升材料高温强度。例如，用于火箭发动机涡轮叶片的镍基高温合金，需通过 XRD 分析其析出相 γ 相的尺寸与分布，确保叶片在极端工况下的稳定性。

　　2020年12月17日，我国嫦娥五号探测器携带1731克月球“土特产”成功返回地球，这是人类44年后再次采集月壤，也使中国成为继美国、前苏联之后，第三个成功采集月球土壤的国家。嫦娥五号成功返回后，应中国科学院国家天文台月壤样品高精准、多元素和非破坏分析要求，原子能院核物理所活化分析团队依托泳池堆、微堆，对嫦娥五号月球土壤样品进行中子活化分析研究，准确测定了月壤样品中40多种元素的含量。

　　在月壤分析表征中，材料分析仪器同样发挥着不可替代的作用。嫦娥五号带回的珍贵月壤样本，科研人员借助扫描电镜能直观观察月壤颗粒的微观形貌，发现其独特的棱角状、多孔结构等特征，为研究月球表面演化过程提供线索。同时，X 射线荧光光谱仪对月壤成分进行定量分析，精准测定硅、铝、铁等元素含量，助力探索月球资源分布情况。

　　通过气炮或激光驱动微小颗粒（直径微米至毫米级），模拟太空碎片撞击速度（3 - 15km/s），测试航天器防护材料的抗撞击性能。国际空间站采用的 “Whipple 防护盾” 即通过该设备优化设计，可有效抵御厘米级碎片撞击。我国嫦娥探测器的热控系统防护层也经过类似试验验证。[添加空间碎片撞击模拟设备工作的示意图]

　　天和核心舱作为我国空间站的关键组成部分，在地面研制阶段经过了大量环境模拟试验。为模拟太空高真空、强辐射、极端温度交变等复杂环境，天和核心舱在大型真空热试验设备中进行了多次热平衡、热真空试验。该设备可将内部气压降至 10 - 6Pa 以下，模拟太空高真空环境，同时通过红外加热笼模拟太阳辐射，精确控制温度变化，检验核心舱热控系统性能，确保其在轨运行时舱内温度适宜，电子设备稳定工作。

　　作为航天器精密授时核心设备，氢原子钟、铷原子钟的稳定度可达 10⁻¹⁴量级，为深空探测航天器（如 “天问一号” 火星探测器）提供纳秒级时间基准，确保激光测距、多普勒测速等精密轨道测量数据的准确性。我国自主研发的星载铷原子钟已应用于北斗导航卫星，助力全球定位精度达米级。[插入一张星载铷原子钟的实物图]

　　天和核心舱内配置的无容器实验柜，利用静电悬浮技术创造 “无容器” 环境，让样品在微重力下悬浮，避免容器壁污染。柜内配备的高精度温度测量仪、激光加热装置等仪器，能精确控制样品温度，开展金属和非金属材料的深过冷凝固过程与机理研究等实验。而高微重力科学实验柜通过双层悬浮设计，将微重力水平提升至 10⁻⁷g 量级，内部搭载的冷原子干涉仪等仪器，用于开展等效原理检验技术试验等前沿研究，探索新物理现象。

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