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FLIR Systems公司的熱像儀是實(shí)驗(yàn)在太空中制造純晶體的關(guān)鍵設(shè)備。盡管在零重力條件下的結(jié)晶過程并不能達(dá)到科學(xué)家們所預(yù)期的純度，但是FLIR紅外熱像儀系統(tǒng)展示了許多相似的太空實(shí)驗(yàn)失敗的原因，從而為繼續(xù)這一領(lǐng)域的研究節(jié)約了相當(dāng)大的成本。
推動(dòng)這項(xiàng)科學(xué)調(diào)查的是醫(yī)藥和電子等行業(yè)對高純度晶體的需求。由于地球引力會(huì)導(dǎo)致晶體形成過程中的不規(guī)則現(xiàn)象，科學(xué)界認(rèn)為在零重力情況下可以獲得更高純度的晶體。
FLIR紅外熱像儀是FluidPac（流體物理設(shè)施）的一個(gè)組成部分，F(xiàn)luidPac是專門設(shè)計(jì)用于進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)和觀察太空中流體性態(tài)的成套儀器。FliudPac是整套科學(xué)酬載儀器的一部分。在太空中第一次給FliudPac設(shè)定的主要目標(biāo)是觀察和測量自由氣液界面處發(fā)生的特殊的熱毛細(xì)現(xiàn)象。FLIR紅外熱像儀記錄的正是這些現(xiàn)象。
“了解液體內(nèi)部對流和表面溫度擴(kuò)散對于深入認(rèn)識結(jié)晶過程是非常重要的，”歐洲航天局（ESA）的科學(xué)酬載儀器負(fù)責(zé)人Antonio Verga如此解釋道。Antonio Verga同時(shí)也是位于荷蘭Noordwijk的歐洲太空技術(shù)中心（ESTEC）的ESA載人航空航天和微重力董事會(huì)成員。
“很長一段時(shí)間里，人們認(rèn)為在零重力條件下能夠制造出純度很高的晶體。然而運(yùn)用FliudPac（流體物理設(shè)備）進(jìn)行的多次實(shí)驗(yàn)表明這一預(yù)測并不準(zhǔn)確。我們的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)即使在無重力影響的條件下，晶體形成過程中的不規(guī)則現(xiàn)象仍會(huì)發(fā)生。重要的是這些實(shí)驗(yàn)為我們揭示了這種現(xiàn)象背后的原因。”
研究革命
借助于FLIR紅外熱像儀可以觀察液體表面溫度梯度的間斷性。而且，熱像儀能夠準(zhǔn)確顯示液體內(nèi)部的環(huán)形等溫線，表明它們在同心圓中對流。
Verga說：“以前從未發(fā)現(xiàn)過從規(guī)則向混亂轉(zhuǎn)變的這一過程。即使火箭運(yùn)載的干擾儀也沒有記錄下此效應(yīng)；只有紅外熱像儀成功地記錄下此現(xiàn)象。而對于掀起研究革命的這一現(xiàn)象，能夠獲得如此清晰的圖像是相當(dāng)不容易的，我的科學(xué)家同事們都為這些傳輸回地球的獨(dú)特圖像而吸引著迷。”
Foton-12 安裝于Soyus火箭的整流罩系統(tǒng)。通過借助FLIR Systems紅外熱像儀進(jìn)行觀察，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在無重力條件下流體行為中有一種現(xiàn)象會(huì)對晶體的生長產(chǎn)生不利影響。
在無重力條件下，液體內(nèi)部的對流是由表面張力引起的。這是液體獨(dú)有的力：液體表面的張力可以防止液體蒸發(fā)；維持流體的完整性（肥皂泡就是表面張力的一個(gè)顯而易見的例子）。地球引力的作用使得無法測量表面張力。
由于FLIR紅外熱像儀在所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中的重要貢獻(xiàn)，已決定將它作為下一個(gè)ESA計(jì)劃任務(wù)的FliudPac（流體物理設(shè)備）的重要組成部分。
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