除此之外，我们还利用了整个实验柜背部的一些狭小空间，把常规的电子学的电缆网，气体、液体的管路集合起来。这相当于在家里装修一样，我们走暗线，设置了很多通用的接口，也保障了整个系统在前面看起来非常整洁。

▲ 实验柜控制器“中控室”：小型化、高可靠的动态功率分配与管理

我们的“家”有了，接着就要考虑中控和中央空调的问题。实验柜控制器也是基础支撑部分里面非常重要的一块。它就相当于一个中控室，负责我们整个实验柜内部的供配电、通讯、遥测以及所有的资源调度。
大家知道，不同科学家的不同科学载荷，他们用电的时间不一样，每次持续的功率、持续的时间也不相同。但是天上的用电和地面上有很大差异。在地面上，你用再多的电都可以。但是在轨的时候，我们一个柜子最多只能提供1500瓦的功耗，而且还要进行动态的分配。
如何能够满足科学家们不同科学实验的需求呢？我们开发了这种小型化、高可靠的动态功率分配与管理技术。利用这种技术，就可以动态地通过数字化技术自主调节：当任何一个载荷需要用电的时候，我们能够通过内部自闭环的方式提供合适的功耗和功率，满足它的用电需求。

▲ 4Gbps光纤入户，室内千兆以太网

目前，我们的科学研究都已经进入了大数据挖掘的信息化时代。相比之前的一些科学载荷，我们希望科学数据也好、图像也罢，它们的数据量更广一些、分辨率更大一些、频率更高一些。
为了满足不同科学实验对大数据的需求，我们采用了4G光纤入网的方式。我们首次在轨采用了FC-AE-1553系统，将4G带宽的光纤拉到了每一个实验柜，保证它内部的数据能够非常高速地传输。
与此同时，我们在内部布置了一个千兆的以太网，可以让内部的图像信息很好地到达存储设备，保证了设备存储量大、分辨率高。基于这样的技术，与国际空间站100兆的宽带相比，我们整整将速率提升了10倍以上。

▲ 热控抽屉——中央空调

而热控抽屉就像中央空调一样，不同的科学载荷会有不同的散热需求。如果你不给1500瓦的设备提供合适的散热方式，它在高温下就非常容易出故障。基于这个原因，我们采用了“气液双模”的方式——有的科学家希望设备用液体散热，有的科学家希望它能用风冷散热，于是我们开发出了这种气、液多场自适应快速重构的模块化热控。

如图所示，这么小的模块里面集合了25种不同的阀组和气液传感器，保证我们能够实时地、动态地根据不同的科学需求调节散热方式，包括风的速度，液体的回路流量等。有了这些基础支撑系统，实验柜的通用部分基本上就完成了。
入住实验柜的各种要求

已完成：40% //////////

所有的基础支撑系统构成之后，我们还要完成一项工作。就像入住新房子之前要除甲醛一样，大家知道，空间站是一个密闭空间，而且有3到6名航天员要进去生活，所以对有害气体控制和检测的要求极其严格。

▲ 有害气体控制与检测

在整个材料的选型过程中，我们尽可能地选用一些足够环保的材料，也对材料进行了气体释放成分的研究。但为了更好地保障航天员的在轨安全性，我们还要采取一些手段。

▲ 左：疏

右：堵

像大禹治水有疏、有堵，有害气体的控制也是如此。疏是什么意思？即借助高温低压的环境，把一些金属或者非金属材料里的有毒气体抽走，让它排掉；还有一些比较难排走的，我们会采用一些特殊的无毒无害的涂层或者胶带，把它封到里面去。通过这种疏和堵的方式，保证绝对不会有多的有毒气体释放到舱内。
同时，所有的载荷，包括柜体和科学设备，它们在上天之前还会进行一次非常精密的有害气体浓度检测，浓度要求几乎是地面实验室能够检测到的最小范围。只有按照这种严格的要求，我们才能保证在轨航天员的绝对安全。
除了有害气体甲醛之后，我们还要做“多余物的控制”。大家知道，太空是一个微重力的环境，一旦有多余物的存在，它很容易飘起来，可能会飘到空间站的任何一个位置，对设备产生影响。特别是一些金属类的多余物，如果飘到了电气设备上，还会导致短路等安全性事故。

▲ 多余物控制

因此，对于常规的固态多余物，我们一般采用图中看到的方式：“听声辨物”。在力学试验前后，在最后出厂之前，我们加入了一些强制的检验点。借助这种旋转的方式，通过人耳去听有没有异响。因为一旦有多余物，它在旋转的过程中就会和旁边的器壁、柜体产生摩擦，发生撞击。通过这种“听声辨物”的方式，我们就能一步一步地进行多余物检测。
在液体回路这一块，对多余物的控制更为严格。我们还会进行光谱分析、冲洗分析，保障回路里面也不会有多余物，不会导致散热系统发生相应的卡滞。
等做完一切的工作，包括后续力学的、热的、可靠性的寿命实验以后，我们的科学实验系统就可以“入住”科学实验柜了。
我们整个实验柜都有一套标准，首先它的对外接口完全统一，所有13个实验柜的接口完全一致。第二它的内部载荷是有规范的。一方面方便国内不同的科学团队、不同的科学家根据规范来设计不同的科学仪器设备，同时这个接口规范是对国际开放的。如果有国际上的科学家想参与咱们中国空间站的实验，也可以按照我们的规范去研制相应的载荷。第三，因为所有的实验柜具备标准的接口设计，所以维修、更换起来非常方便。在轨出现故障之后，可以随时地抽拉出来，进行相应的维修。最后，它还能兼容相应的国际标准。

完成一系列的工作之后，这些科学设备就会入驻到整个实验柜内。左边这张图呈现的是典型的地面上的学科领域实验室。一般来讲，这个实验室可能是20多平米的一个大屋子，里面摆得满满的。
科学家们的目的是要将这几十平米的实验室搬到不到2立方米的柜体空间（右图）。他们要进行结构化、小型化的设计，同时还要保障我们的指标国内领先、世界一流。所以我觉得，这中间的辛酸和难度比实验柜的基础支撑部分更大。那这些故事、这些研究就让我们留待科学家自己给大家讲解。

这里我也放了一张整个科学实验柜的“全家福”。大家从它们的外部构型上看，就知道是一家的，对吧？它们是亲兄弟，是集团军。