NASA小行星航天器Psyche正在太空模擬條件下接受極端測試

NASA的Psyche航天器剛剛在該機(jī)構(gòu)位于南加州的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)完成了自己的電磁、熱真空、振動(dòng)、沖擊和聲音測試。Psyche被認(rèn)為是健康的并已準(zhǔn)備好進(jìn)行發(fā)射。

“這證明每個(gè)人都做對了他們的工作。不僅是那些將飛行硬件帶入組裝、測試和發(fā)射操作(ATLO)的人，還有ATLO團(tuán)隊(duì)，他們將這一切放在一起，”負(fù)責(zé)監(jiān)督Psyche動(dòng)態(tài)測試的JPL工程師Randy Lindemann說道。

今年春天，該航天器將從JPL運(yùn)往佛羅里達(dá)州的NASA肯尼迪航天中心，它將在那里準(zhǔn)備從卡納維拉爾角發(fā)射。發(fā)射期從8月1日開始，離開地球大氣層九個(gè)月后，Psyche將駛過火星。該航天器將利用紅色星球的引力將其彈向目標(biāo)--一個(gè)富含金屬的小行星，叫Psyche，位于主要小行星帶。

這是一個(gè)約15億英里（24億公里）的旅程。航天器將于2026年到達(dá)該小行星，然后將花21個(gè)月時(shí)間在逐漸降低的軌道上收集科學(xué)數(shù)據(jù)。科學(xué)家們認(rèn)為，這顆小行星可能主要由來自小行星核心的金屬組成，小行星是我們太陽系中巖石行星的構(gòu)成要素。對它的更多了解可以告訴我們更多關(guān)于我們自己的行星是如何形成的。

但為了了解小行星，軌道器必須首先到達(dá)那里，這就是測試如此關(guān)鍵的原因。工程師們稱這種特殊的測試為“環(huán)境測試”，因?yàn)楹教炱饕?jīng)受它必須生存的惡劣環(huán)境的模擬。

該活動(dòng)于12月開始進(jìn)行電磁測試以確保航天器將在太空的電和磁條件下正確運(yùn)行--并且組成航天器的電和磁組件是兼容的且不會相互干擾。

隨后，該團(tuán)隊(duì)將航天器推入JPL的85英尺高、25英尺寬（26米x8米）的超堅(jiān)固真空室以進(jìn)行熱真空(TVAC)測試。在這個(gè)過程中，所有的空氣會被吸走以復(fù)制太空中的無氣真空。這項(xiàng)測試確保航天器能在太空真空中生存，并幫助工程師看到在沒有空氣運(yùn)動(dòng)幫助其調(diào)節(jié)溫度的情況下航天器是如何進(jìn)行自我加熱和冷卻的。

“在地球上，當(dāng)你在航天器周圍有空氣時(shí)這將改變熱量在它周圍的移動(dòng)方式。想象一下，有一個(gè)風(fēng)扇吹著你，這會改變你的溫度。在太空中，我們沒有那種熱運(yùn)動(dòng)，”JPL的Kristina Hogstrom說道。他是一名飛行系統(tǒng)工程師，協(xié)助領(lǐng)導(dǎo)Psyche的TVAC測試。

航天器周圍的溫度將會有很大的波動(dòng)。在發(fā)射后的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，當(dāng)它仍接近地球并面對太陽時(shí)硬件會非常熱，特別是當(dāng)它的電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)。后來，當(dāng)航天器離太陽更遠(yuǎn)時(shí)，它將面臨強(qiáng)烈的寒冷，特別是在小行星的陰影中飛行時(shí)。

在為期18天的TVAC測試中，工程師們將航天器暴露在它將在飛行中經(jīng)歷的最冷和最熱的條件下以證明它有能力調(diào)節(jié)自己的溫度。軌道飛行器有可以打開和關(guān)閉的百葉窗、絕緣毯、電加熱器及一個(gè)攜帶液體的管道網(wǎng)絡(luò)以使熱量四處流動(dòng)。所有這些設(shè)備都經(jīng)過測試以確保它們在飛行中能夠發(fā)揮作用。

TVAC不僅僅是一個(gè)耐力測試。有關(guān)航天器性能的數(shù)據(jù)還可以幫助工程師完善他們在Psyche飛行時(shí)使用的模型，這樣他們能更好地了解航天器的性能。

而在TVAC試驗(yàn)室的磨難之后，Psyche要接受的是動(dòng)力學(xué)測試，包括振動(dòng)、沖擊和聲學(xué)。在振動(dòng)測試中，航天器被反復(fù)搖晃--上下和左右搖晃。沖擊測試則確保航天器在發(fā)射后跟火箭分離時(shí)不會被突然的推力所損壞。

最后，聲學(xué)測試確保Psyche能夠承受發(fā)射時(shí)的噪音，當(dāng)火箭的隆隆聲如此響亮?xí)r，如果航天器不夠結(jié)實(shí)則會損壞硬件。在JPL的聲學(xué)室中，航天器被捆綁在一起并受到比一般搖滾音樂會要大一百倍的噪音轟擊。