中国空间站完成了“不可能”的实验，美国将保持落后

什么叫“闷声干大事”？继太空种水稻后，我国航天员再次完成一项不可能实验，为中国航天发展杀出一条新路！

这项实验就是在太空中那种微重力条件下，观察漂浮在真空室的铌合金颗粒在激光的作用下哪怕一点点的变化，最终成功在太空中制造工业铌合金。

听上去并不难，但航天科技最先进的老美至今未完成，那么我国航天员是如何完成的呢？

首先说一下铌这种能够让其他金属变得具有更大强度的金属。

人们最早发现这种物质时，科学家也不敢确认这是一种全新的物质，因为铌有一个特点，就是常常与碳酸钾、钽等元素共同存在于自然界中。

直到1864年，科学家们才开始深入研究这种特殊的元素。

虽然铌在灯泡灯丝的应用上不及钨丝，但它在其他领域发挥了重要作用：作为合金添加剂可以提高钢材硬度、增强磁铁磁性。

特别是在核工业快速发展后，由于铌对热中子的捕获截面极低，在核工业中得到了广泛应用。

尽管人们发现了铌的众多用途，但由于其在自然界中十分稀少，主要分散在碱性岩石和深层花岗岩中，这使得铌的勘探和开采都非常困难。

因此在很长一段时间内，铌仅仅停留在科学研究的理论层面，难以实现工业化应用。

到了20世纪初期，科学家们发现可以通过有机溶剂提取和氢碳还原、铝热反应等方法来提炼铌，这才使铌在工业领域得到广泛应用。

铌具有熔点高、硬度大、导电性好等特点，因此，铌合金成为了制造火箭和高速战机喷气发动机的理想材料。

同时，铌在核反应堆中能提高运行安全性，还被广泛应用于智能手机和高空卫星通信等领域。

然而，因为技术不够成熟，以至于无法大规模生产铌合金，只能让这种堪称能够改变世界发展格局的材料小规模地生产。

在高强度钢铁的应用方面，铌合金生成的高强度晶体通常需要在1600多度的高温下超过100个小时才能生成。

这个过程温度控制极为关键，稍有偏差就可能前功尽弃，例如在常温加工的情况下，会让铌合金变得十分脆弱，很容易产生一批又一批的“残次品”。

同时，因为探查、提炼、合成的成本相对较高，也在很大程度上限制了人们对铌合金的使用。

正是因为铌合金在工业发展和各种装备发展中有着这样重要的作用却又难以工业量产，所以各国的科研人员在经历各种失败之后，将对于铌合金工业化生产的任务，称为“不可能完成的任务”。

那么，我国为什么会把这种“不可能的任务”搬到太空去进行实验呢？

其实，我国的科研人员在多年以前就已经意识到在常温中进行铌合金的困难，而且提出了在“长时间微重力”环境中进行实验的想法。

2021年发射到太空的天和实验舱里，安装了一个特殊的实验设备——无容器材料实验柜。这个实验柜很神奇，它能利用电场的力量让实验材料在太空中'漂浮'着，就像被看不见的手托着一样。

为什么要让材料漂浮呢？这是因为如果实验材料碰到了容器壁或其他东西，就可能影响实验的准确性。通过这种'悬空'的方式，科学家们就能得到更可靠的实验结果。

根据航天机构所提供的资料来看，我国的航天员至少在无容器实验柜中进行6批次的合金材料炼化实验，有超过10种在地面难以进行精确实验的合金材料的研发进度得到了提升，其中不仅有钛合金、锆合金，还有这一次取得成功的铌合金。

因为太空中是没有重力的，所以人们在太空中也应该是处于一种失重状态，只不过是在空间站中制造出了一种便于人们工作和生活的微重力状态。

而这种无容器材料实验室，则能够让在其中的液态物和金属都保持一种无重力的漂浮状态，避免了像铌这种“活跃”的金属和其他金属接触。

另外，航天员在实验中还能使用激光对悬浮的铌合金颗粒进行有效地加温，最高温度能够达到3000度。这样的高温足够铌合金克服易脆的缺陷。

这一切看起来似乎并不难，但实际上今天的成功却是在3年多的时间里经历了多次失败、多次总结经验、多次更换样品，虽然不至于是“千锤百炼”，但也能够称得上是“屡败屡战”。

不可否认，太空中那种特殊的微重力环境为我国成功实践对铌合金的工业化实验提供了成功的必需条件。

但更为重要的是我们提出了在太空实验的这个概念、用失败和实践证明了这种想法的可行性和我们选择的正确性。

曾经有相关的科学家提出观点，认为铌合金将会是航天航空变革性改变的关键点。如果这种观点是正确的，那么我国无疑是已经掌握了变革性改变的先机。

尤其在现在这种重新开启“新一轮太空竞赛”的时刻，这个“不可能完成任务”的完成，不仅是说明了我国科研人员的努力和优秀，同样也是在预示着我国将会成为人类进军太空的“扛旗者”。