科学探索|NASA小行星航天器Psyche正在太空模拟条件下接受极端测试 NASA小行星航天器Psyche正在太空

NASA的航天器所承受的条件是极端的：火箭发射时的剧烈摇晃和嘈杂声、与运载火箭分离时的颠簸、在太阳光线下的极端温度波动以及无情的太空真空。在发射之前，工程师们需要在一系列严格的测试中尽力复制这些严酷的条件以此来确保航天器能够承受这些条件。

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NASA的Psyche航天器刚刚在该机构位于南加州的喷气推进实验室(JPL)完成了自己的电磁、热真空、振动、冲击和声音测试。Psyche被认为是健康的并已准备好进行发射。

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“这证明每个人都做对了他们的工作。不仅是那些将飞行硬件带入组装、测试和发射操作(ATLO)的人，还有ATLO团队，他们将这一切放在一起，”负责监督Psyche动态测试的JPL工程师Randy Lindemann说道。
今年春天，该航天器将从JPL运往佛罗里达州的NASA肯尼迪航天中心，它将在那里准备从卡纳维拉尔角发射。发射期从8月1日开始，离开地球大气层九个月后，Psyche将驶过火星。该航天器将利用红色星球的引力将其弹向目标--一个富含金属的小行星，叫Psyche，位于主要小行星带。
这是一个约15亿英里（24亿公里）的旅程。航天器将于2026年到达该小行星，然后将花21个月时间在逐渐降低的轨道上收集科学数据。科学家们认为，这颗小行星可能主要由来自小行星核心的金属组成，小行星是我们太阳系中岩石行星的构成要素。对它的更多了解可以告诉我们更多关于我们自己的行星是如何形成的。
但为了了解小行星，轨道器必须首先到达那里，这就是测试如此关键的原因。工程师们称这种特殊的测试为“环境测试”，因为航天器要经受它必须生存的恶劣环境的模拟。
该活动于12月开始进行电磁测试以确保航天器将在太空的电和磁条件下正确运行--并且组成航天器的电和磁组件是兼容的且不会相互干扰。

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随后，该团队将航天器推入JPL的85英尺高、25英尺宽（26米x8米）的超坚固真空室以进行热真空(TVAC)测试。在这个过程中，所有的空气会被吸走以复制太空中的无气真空。这项测试确保航天器能在太空真空中生存，并帮助工程师看到在没有空气运动帮助其调节温度的情况下航天器是如何进行自我加热和冷却的。
“在地球上，当你在航天器周围有空气时这将改变热量在它周围的移动方式。想象一下，有一个风扇吹着你，这会改变你的温度。在太空中，我们没有那种热运动，”JPL的Kristina Hogstrom说道。他是一名飞行系统工程师，协助领导Psyche的TVAC测试。
航天器周围的温度将会有很大的波动。在发射后的几个小时内，当它仍接近地球并面对太阳时硬件会非常热，特别是当它的电子设备运行时。后来，当航天器离太阳更远时，它将面临强烈的寒冷，特别是在小行星的阴影中飞行时。
在为期18天的TVAC测试中，工程师们将航天器暴露在它将在飞行中经历的最冷和最热的条件下以证明它有能力调节自己的温度。轨道飞行器有可以打开和关闭的百叶窗、绝缘毯、电加热器及一个携带液体的管道网络以使热量四处流动。所有这些设备都经过测试以确保它们在飞行中能够发挥作用。
TVAC不仅仅是一个耐力测试。有关航天器性能的数据还可以帮助工程师完善他们在Psyche飞行时使用的模型，这样他们能更好地了解航天器的性能。