浅谈NASA是如何确保韦伯望远镜为严格的航天飞行做好了准备

2022年07月25日 08:27 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

将任何东西送入太空都不可避免地要经历一次颠簸。从发射时的摇晃和震荡到地球大气层上的冰冷温度,航天器必须准备好忍受恶劣的环境。当它们被设计成可以持续数十年的时候,情况更是如此,就像詹姆斯-韦伯太空望远镜那样。

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在2021年12月发射之后,该望远镜在前往围绕太阳的轨道L2时展开了其硬件,幸运的是,一切都按计划进行。现在,看起来韦伯将能持续收集科学数据至少20年。NASA最近分享了它是如何测试韦伯以确保它为太空冒险做好准备的。

航天器通常要经过一个叫做真空测试的过程,在这个过程中,它们被放置在一个现有的真空室中,从而吸出所有的空气并模拟太空环境的低温。但由于韦伯的设计方式,这是不可能的。韦伯的设计是这样的:它的一面在巨大的遮阳板的保护下,始终面向太阳和地球,另一面则面向太空。这样一来,有遮阳板的那一面可以处理它将经历的更高温度。

测试团队曾考虑过为韦伯建造一个特殊的、巨大的真空室,但这将是昂贵和费时的。相反,他们把整个望远镜分成两半,一次测试一半。“我们不能把整个天文台塞进一个真空室并同时复制所有的东西,”韦伯技术验证副项目经理Paul Geithner说道,“所以这就是为什么我们分两大半进行测试。事实证明,我们的方法是有效的。”

测试麻烦

测试可能是一个令人伤脑筋的过程,测试团队一度相当担心。2016年,在NASA戈达德太空飞行中心,韦伯的一部分正在接受振动测试,其中硬件被迅速摇晃以确保它能够承受发射时的颠簸。一切似乎都在按计划进行,直到测试小组听到一声巨响。而幸运的是,硬件本身没有永久损坏。为了确保它能在发射后不发生断裂,工程师们增加了质量阻尼器来支撑副镜。2017年,韦伯的望远镜在德克萨斯州休斯顿的NASA约翰逊航天中心时,测试过程中出现了另一个挑战。然后哈维飓风卷土重来--一个四级飓风于2017年8月在德克萨斯州登陆。团队成员留在约翰逊以轮流看护韦伯并继续测试以确保它按计划工作。

在长达数年的测试过程中,所有这些辛勤工作和精心策划被证明是值得的,因为韦伯能发射、部署并顺利到达其轨道--这是一项不应低估的成就。该团队计算出有295个单点故障可能会破坏这次任务。Geithner说道:“所有这些故障都可能发生,但它们没有发生,这要感谢多年来实施的所有过程控制和测试。所以我们说,‘这件事会成功的’。”

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