今年，中国空间站进入常态化运营模式。在中国空间站上开展的实验中，有的是在空间站舱内进行，而一部分实验则是需要在舱外开展。中国空间站材料舱外暴露实验装置自2023年3月8日出舱至今，已在轨实验满一年。3月14日，装置及装置中安装的首批400余个材料样品圆满完成舱外暴露实验，成功返回中国空间站内。
本次样品取回作业由空间站机械臂实施
中国科学院空间应用工程与技术中心科研人员介绍，本次样品取回作业是由空间站的机械臂实施，北京时间3月14日21时左右，安装于问天舱舱外的材料暴露实验装置及样品组合体被转移到空间站气闸舱内。15日，航天员将取回的组合体从气闸舱转移至梦天实验舱，在地面科技人员的远程配合下，将装置内部的科学实验样品拆卸并存储。
中国科学院空间应用工程与技术中心工程师 凡炼文：实验舱回到空间站以后，航天员主要是将这些科学样品进行拆卸，然后安装到我们的回收装置内。后期随着载人飞船下行送至地面，送至科学家的手中，将它们进行分析、对比。
首批舱外暴露实验的材料包括非金属及金属两类，共计407个。新一批科学实验样品会分批次运到中国空间站，其中被动辐射制冷材料、聚酰亚胺纤维材料、光纤材料和光学薄膜材料，已随天舟七号货运飞船运至空间站。计划今年5月份，由航天员统一安装至材料舱外暴露实验装置内后出舱，开展新一轮暴露实验。
400余件样品在宇宙极端环境中开展实验
在中国空间站首次开展的材料舱外暴露实验中，总计有407件实验样品，这些材料都有哪些？开展实验的目的是什么呢？
首次材料舱外暴露实验的样品是2022年11月随天舟五号货运飞船与材料装置一起运送至中国空间站。其中非金属材料有记忆聚合物材料、月壤加固材料、固体润滑以及凝胶复合润滑材料等。金属材料有镁合金、多孔铜材料等。
据数据统计，航天器所发生的故障，70%以上是直接或间接由空间环境因素所导致的。为提高材料及其制品在空间服役过程中的稳定性、可靠性和耐久性，亟待开展空间材料在轨暴露实验。据介绍，材料舱外暴露实验中的这些样品是完全暴露在宇宙空间的真空、微重力、高能粒子辐射等复杂的环境中，空间温度变化可达零上100多到零下100多摄氏度。通过暴露实验可以揭示材料组织结构损伤、性能衰退以及功能失效与破坏的机制，推动柔性太阳翼等大型空间可展开机构材料，空间机构润滑材料，月球基地建设材料，精密电子设备中子屏蔽材料等先进材料的空间应用。
材料舱外暴露实验装置长什么样？有哪些功能？在中国科学院空间应用工程与技术中心，有一台与中国空间站上开展实验的材料舱外暴露实验装置一模一样的设备。近距离了解一下这台装置↓
凡炼文：这个装置就是一个跟天上那个实验装置1比1大小的材料暴露实验装置。我们这个舱外暴露实验装置分前后材料箱，主要是在材料箱里面安装一些科学样品。材料箱可以展开，前材料箱展开以后，材料安装在这些材料面板上。我们是把样品安装到一个样品支架上，通过这个样品支架，统一安装在这个材料箱的安装板上。
凡炼文：这些位置都是我们的材料样品、科学样品的安装位置，前面、后面都是可以安装样品的，为了增加暴露面积。暴露时间分一年的还有半年的，半年期主要安装在后材料箱，大概去年9月份的时候，后材料箱就进行了一个收拢，相当于我们半年的实验考核结束。前材料箱一直是保持展开状态，直到今年3月份结束我们的材料舱外暴露实验。
为了在舱外实验过程中可以观察材料的表面变化，科研人员还在这套装置上安装了一台照相机，在轨对材料开展研究。
凡炼文：我们的相机是可以三维移动的。相机移动进行拍照，将照片传回地面。科学家可以根据照片进行材料表面形态的观察，开展他们的相关的数据统计。