2025年10月29日

 

• 德國航空航天中心 (DLR) 的第 45 次拋物線飛行試驗將於 2025 年 10 月 20 日至 31 日在波爾多舉行。
• 船上共有 11 個實驗項目，涵蓋生物學、物理學、技術和材料科學等領域。
• 研究主題包括替代燃料的火焰動力學研究、小型衛星的新型姿態控制系統以及氫氣生產的簡化。
• 重點領域：太空旅行、失重研究

 

2025年10月28日上午9點30分，空中巴士A310 ZERO-G機從波爾多-梅里尼亞克機場起飛，搭載科學家及其實驗設備進入短暫的失重狀態。這是德國航空航天中心（DLR）第45次拋物線飛行試驗的三天飛行任務中的第一天，該試驗將持續到10月31日。

在本次拋物線飛行試驗中，共有11項來自德國研究機構的實驗在太空船上進行。一次試驗通常包含三天飛行，每天約四小時，期間共進行31次拋物線飛行。每次拋物線飛行中，失重時間約22秒。因此，一次飛行測試總共可提供約35分鐘的失重狀態——與正常重力和接近兩倍重力交替出現——供研究人員進行實驗。每次飛行最多可搭載40名科學家，並進行約10項實驗。

 

火焰圖

鑑於全球正朝著減少二氧化碳排放的方向發展，人們對替代燃料的興趣日益濃厚。許多此類能源載體都具有所謂的低溫化學性質（LTC）。與不具備LTC性質的燃料相比，它們通常具有更寬的可燃範圍。亞琛工業大學與法國國家科學研究中心（CNRS）-ICARE研究中心（位於奧爾良）合作進行了一項實驗，研究不具備LTC性質的甲醇和乙醇，以及在可燃性臨界點具備LTC性質的二乙氧基甲烷。所有物質均在微重力環境下燃燒，並使用高速攝影機記錄其燃燒過程。這使得研究人員能夠對其燃燒行為進行精確分析。

 

VECTOR-FDA

傳統上，太空船的姿態控制是透過飛輪等機械部件實現的。雖然這些零件技術先進，但其壽命和效率有限。柏林工業大學開發的新型 VEKTOR-FDA（向量流體動力執行器）採用了截然不同的方法。它並非使用固體，而是利用電磁幫浦驅動液態金屬旋轉。這省去了所有機械部件。另一個優點是液態金屬被封裝在一個球體中。透過使用多個泵，可以控制液態金屬的旋轉軸。例如，這使得安裝了該系統的衛星能夠向各個方向調整姿態。目前，該系統正在拋物線飛行中進行功能測試。

 

電解過程中的氫氣泡

氫氣是透過電解水製取的。在這個過程中，水在電流的作用下分解成氫氣和氧氣。這一過程透過電極進行。電解過程中，電極表面會形成微小的氣泡。這些氣泡會部分覆蓋電極，阻礙電流流動，顯著降低反應效率。亥姆霍茲德勒斯登-羅森多夫中心所進行的實驗旨在研究這些氣泡的形成、合併和溶解機制－因為這些知識有助於提高電解的效率和可靠性。

在失重狀態下，氣泡的浮力幾乎完全消失。因此，氣泡不會立即上升。這使得研究人員能夠觀察哪些力量將氣泡固定在原地，氣泡何時會脫離，以及額外的流體流動如何改變這種行為。

 

[照片]

(A) 空中巴士A310 ZERO-G已準備好參加德國航太中心第45次拋物線飛行測試。

德國航空航天中心（DLR）第45次拋物線飛行試驗將於2025年10月20日至31日在波爾多舉行。此次試驗期間，來自德國各研究機構的共11項實驗將在太空船上進行。通常，一次試驗包含三個飛行日，每天飛行約4小時，期間共進行31次拋物線飛行。每次拋物線飛行可提供約22秒的失重狀態。整個試驗期間，研究人員可獲得約35分鐘的失重狀態——失重狀態與正常重力和接近兩倍重力交替出現——用於進行實驗。每次飛行最多可搭載40名科學家，並進行約10項實驗。

(B) 在德國航空航天中心（DLR）第45次拋物線飛行期間進行的電解氫氣泡實驗

氫氣是透過電解水製取的。在此過程中，電極上會形成微小的氣泡，部分覆蓋電極表面，阻礙電流流動，從而顯著降低反應效率。亥姆霍茲德勒斯登-羅森多夫中心所進行的實驗旨在研究這些氣泡的形成、聚結和脫離過程－因為這些知識可用於開發更有效率、更可靠的電解方法。在拋物線飛行的失重狀態下，氣泡的浮力幾乎完全消失。這使得研究人員能夠觀察維持氣泡位置的力量、氣泡脫離電極的時間，以及額外的液體流動如何改變這種行為。

(C) VECTOR-FDA實驗將在德國航空航天中心（DLR）第45次拋物線飛行中進行。

柏林工業大學研發的新型VECTOR-FDA執行器（向量流體動力執行器）採用了全新的太空船姿態控制方法。它摒棄了傳統的飛輪，而是利用電磁泵驅動液態金屬在球體內旋轉，從而避免了機械部件的依賴。此概念的功能將在DLR第45次拋物線飛行中進行測試。

(D) 德國航空航天中心（DLR）第45次拋物線飛行中的火焰圖實驗

替代燃料的燃燒範圍通常比傳統燃料更寬。在火焰圖實驗中，亞琛工業大學與位於奧爾良的法國國家科學研究中心（CNRS）-ICARE研究中心合作，正在研究這種不同的燃燒特性。實驗中，傳統燃料甲醇和乙醇以及替代燃料二乙氧基甲烷在微重力環境下燃燒，同時以高速攝影機記錄燃燒過程。這使得研究人員能夠精確追蹤燃燒行為。

(E) 空中巴士A310 ZERO-G飛機在第45次德國航空航天中心（DLR）拋物線飛行試驗期間的客艙

2025年10月28日上午9點30分，空中巴士A310 ZERO-G機從波爾多-梅里尼亞克機場起飛，搭載科學家及其實驗設備進入短暫的失重狀態。這是德國航空航天中心（DLR）第45次拋物線飛行試驗的三天飛行日中的第一天，該試驗將持續到10月31日。