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为什么宇宙飞船也要产检?

飞船的太空之旅充满挑战

宇宙飞船升空时,在起飞阶段,最先由运载火箭送上高空,然后运载火箭分离,再由飞船自己产生推力继续飞行,在点火升空时,由于高能能量的喷发,整个火箭会产生剧烈的振动(相比于飞船自己推进时所产生的振动,运载火箭的振动更剧烈);另外,火箭发射的声音强度高达180分贝,而声音本身就具有能量,其又会引起其他物体的振动,这些正是飞船所经历的振动的来源。

韦伯太空望远镜在欧洲航天研究与技术中心里进行体检

接下来,飞船来到了太空,这里叫做热层(近乎达到真空),温度高达2000℃。看到这,您或许已经想到,飞船会面临真空和高温挑战。不过实际上,相比起高温,飞船在更多情况下面临的是零下100多摄氏度的“低温”问题。

这是怎么回事呢?我们要清楚的是,首先,热层的2000℃指的就是它里面的大气分子热运动程度达到了2000℃,并非指的是我们感觉上的2000℃。飞船身处的热层近乎真空,大气分子极其稀少,极其有限的高温分子无法提高飞船的表面温度,这种情况就像我们被一小滴开水或开油溅到一样,虽然它们温度分别达100℃和200℃以上,但除了让我们突然感觉一点刺痛之外,并不会大面积烫伤我们。

其次,根据热辐射以及比热容定理,由于飞船表面是由比热容很高的物质制作的,所以飞船表面的温度上升很慢,即使要达到100℃都得花上不少时间。而且也只有在面阳时,飞船温度才会上升;背阳的时候,飞船温度又会降到-100℃了。这就是为什么相比起高温,飞船面临的更多是低温的挑战了。

而除了真空和低温,飞船还得面临无处不在的宇宙辐射危险。宇宙辐射不仅会影响飞船设备的运行和宇航员的健康,在严重的情况下,它们还会直接摧毁设备,并危及宇航员的生命。

为了帮助飞船充分应对上述各大挑战,欧洲的科学家们专门建造了一个名为欧洲航天与技术中心的建筑。在这个建筑物里,科学家可以模拟飞船从发射到进入太空中的各种情况,以此来测试飞船的性能。

欧洲航天研究与技术中心

在欧洲航天研究与技术中心里,有多个房间,每个房间都有自己的功能,下面就让我们来参观其中几个房间,看看它们的功能吧。

先让我们来到最大的房间之一,这个房间有着外太空般的真空和-100℃的低温环境,还会被人造辐射攻击(以模拟宇宙辐射)。房间中央放着一架外太空模拟机器,科学家可以通过这架机器来进行观察和收集数据。

接下来我们来到一个“与世隔绝”的房间。在这个房间里,没有一丁点外来辐射。这个房间的功能主要是测试飞船设备自己的辐射情况。如果飞船设备的辐射达到了一定的强度,它也会对宇航员的健康产生不良的影响。

然后,我们来到一个有着巨大平台的房间。这个平台是一个液压振动平台,它能够产生不同强度的振动,来模拟飞船发射和引擎启动时的情境。飞船会被竖直安置在平台上,而科学家在另一个房间中对液压振动设备进行操控。

最后,我们将来到世界上最安静的地方之一,在这个房间,科学家将测试飞船的“抗音”性能。我们已经知道飞船发射时也会受到高强度声音(来自运载火箭的引擎启动)的影响,所以,在这个房间,科学家会操作一个高强度声音产生设备,制造出156分贝以上的声音,并观察飞船在这种情况下的运作情况。因为房间的墙壁由特殊的泡沫材料制成(防辐射房间的墙壁用的也是这种材料),隔音效果极好,所以不用担心会影响到他人。

欧洲航天研究与技术中心

那么飞船怎么从一个房间来到另一个房间进行测试呢?科学家并非用手推车什么的,而是利用房顶上、连接每一个测试房间的起重吊带运送飞船。除了这些房间,当然还有其他测试房间,其中就包括对飞船的耐热性进行测试的房间。另外,除了飞船,卫星或者飞船上的单个设备也都可以在这座建筑里进行测试。

 


posted @ 22-08-01 08:33  作者:admin  阅读量:
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