4秒电磁弹射微重力实验装置项目的雏形已经开始展现出来             ■记者 董一鸣/摄

        用4秒钟弹射到40米高空再落回到地面上是一种什么感觉？被喻为航天领域“跳楼机”的高科技实验装置今年将在北京建成，并交给科学家们进行宇宙空间领域的实验。它就是位于中国科学院北京新技术基地内的4秒电磁弹射微重力实验装置项目，由北京建工三建公司施工的该项目高度达到了40米，建筑面积却仅有1274平方米，从外面看就是一座高塔。

         服务地基短时微重力实验

        该项目运行采用一种类似于炮弹造型的直线电机驱动实验舱体，以上抛下落方式来产生微重力环境，可以模拟微重力、月球重力、火星重力等。建成后将为载人航天大规模空间科学等实验项目提供地基短时微重力实验服务。

        人类走向宇宙不仅是人要上天，种子、胚胎、动植物、各种元素的物质也需要通过载人航天设备走向宇宙。由于航天发射成本巨大，不可能无节制向宇宙中发射飞船来测试不胜枚举的物质。电磁弹射微重力实验装置将成为在地面模拟宇宙环境的绝佳实验场所。目前世界仅有德国拥有一个同类型装置，法国虽然拥有失重飞机，但造价和使用成本极高，也仅能维持10秒钟的实验环境。

         钢结构误差小于2毫米

        要实现微重力环境，发射装置被包裹在两层六边形钢结构中，其中内塔钢结构用于连接电机设备，而外塔则是用来提升整体装置的稳定性。

        “按照钢结构的国家规范，每两段钢结构之间的安装误差控制在5毫米以内就达标，而这个项目1万多个钢结构构件装在一起的误差不能超过2毫米。”建工三建钢结构工程师吕同魁说。这对经验丰富的建工三建公司项目经理李世金而言是一个巨大的挑战。

        为保万无一失，整个钢结构从加工到安装做到方案最优化。首先所有构件都要到专门的加工厂进行精细加工，并特制了工装床，对每一根钢结构的连接准确性进行初步校准，随后这些校准的构件还要上铣床进行刨铣，将构件打磨得分毫不差，再进行预拼装确保无误后才会被编号逐层运到现场。

        为了保证整个钢结构体系的分毫不差，所有的现场安装全部采用螺栓与法兰盘栓接形式，仅拇指粗细的高强螺栓就用了1.6万余个。“栓接相比焊接有可调整的空间，人工作业很难保证一次成型，过程中需要不断地调整钢结构位置，才能确保万无一失。”项目总工程师徐莹说。

        考虑到安装时的紧密性，该项目特别制作了0.5毫米和1毫米两种垫片，并在钢结构两端各留出2毫米的空间，确保钢结构之间能够以最小的空隙塞到一起，再用螺栓和垫片对缝隙进行填充。安装时，该项目按照对称安装的方式，坚持“先纵再横最后斜”的原则，对每一层钢结构进行安装，确保安装时塔体的变形最小，便于后期调整。

        在整体安装时，专业的测量设备也全面投用，逐层测量逐层纠偏，每连接一根钢结构都需要对位置进行重新校核；另外，该项目还用了传统的线坠儿方式。“整个钢结构安装完成后，我们在顶部拉出8根0.5毫米的钢丝绳，尾部绑上铅坠，确保自上而下自然垂落，根据结构与钢丝绳的位置进行最后的修正。”李世金说。

         75厘米厚墙体保恒温恒湿

        要建成如此高精尖的实验装置，技术手段要求极为苛刻。对吕同魁和徐莹而言，职业生涯中没碰到过要求如此高的工程。

        “我们这个工程虽然占地面积不大，但是为了保证钢塔和设备的稳定运行，混凝土结构也要细之又细。”徐莹说。整个项目为地下1层和地上8层，由于该项目要保持常年20摄氏度的温度，而随着高度升高，温湿度必然发生细微的变化，这些自然环境中的变化对宇宙项目的实验来说有致命的影响。为此在主体结构施工时，该项目每层都安装了空调和通风系统，可以说机电管线的安装量不亚于一般的小型工建。

        保温除了需要空调，还需要结构拥有极高的气密性，为此整个高塔外围的混凝土结构厚度要达到50厘米，同时在混凝土外还贴上了3层总厚度达到25厘米的保温层。“这种尺寸的保温层根本买不到现成的，我们全部都采用定制，确保与主体紧密贴合，让整个建筑的外围结构严丝合缝。”李世金说。

        目前，该项目主体结构已经全部完成。下一步将进入机电设备安装环节，该项目的建设经验也将为后续国内千米落井装置的关键技术验证项目提供重要的技术支持和施工保障。