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航天器剛剛在該機構位于南加州的噴氣推進實驗室(JPL)完成了自己的電磁、熱真空、振動、沖擊和聲音測試。Psyche被認為是健康的并已準備好進行發射。

“這證明每個人都做對了他們的工作。不僅是那些將飛行硬件帶入組裝、測試和發射操作(ATLO)的人，還有ATLO團隊，他們將這一切放在一起，”負責監督Psyche動態測試的JPL工程師Randy Lindemann說道。

今年春天，該航天器將從JPL運往佛羅里達州的NASA肯尼迪航天中心，它將在那里準備從卡納維拉爾角發射。發射期從8月1日開始，離開地球大氣層九個月后，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--一個富含金屬的小行星，叫Psyche，位于主要小行星帶。

這是一個約15億英里（24億公里）的旅程。航天器將于2026年到達該小行星，然后將花21個月時間在逐漸降低的軌道上收集科學數據。科學家們認為，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成要素。對它的更多了解可以告訴我們更多關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那里，這就是測試如此關鍵的原因。工程師們稱這種特殊的測試為“環境測試”，因為航天器要經受它必須生存的惡劣環境的模擬。

該活動于12月開始進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，該團隊將航天器推入JPL的85英尺高、25英尺寬（26米x8米）的超堅固真空室以進行熱真空(TVAC)測試。在這個過程中，所有的空氣會被吸走以復制太空中的無氣真空。這項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動幫助其調節溫度的情況下航天器是如何進行自我加熱和冷卻的。

“在地球上，當你在航天器周圍有空氣時這將改變熱量在它周圍的移動方式。想象一下，有一個風扇吹著你，這會改變你的溫度。在太空中，我們沒有那種熱運動，”JPL的Kristina Hogstrom說道。他是一名飛行系統工程師，協助領導Psyche的TVAC測試。

航天器周圍的溫度將會有很大的波動。在發射后的幾個小時內，當它仍接近地球并面對太陽時硬件會非常熱，特別是當它的電子設備運行時。后來，當航天器離太陽更遠時，它將面臨強烈的寒冷，特別是在小行星的陰影中飛行時。

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歷的最冷和最熱的條件下以證明它有能力調節自己的溫度。軌道飛行器有可以打開和關閉的百葉窗、絕緣毯、電加熱器及一個攜帶液體的管道網絡以使熱量四處流動。所有這些設備都經過測試以確保它們在飛行中能夠發揮作用。

TVAC不僅僅是一個耐力測試。有關航天器性能的數據還可以幫助工程師完善他們在Psyche飛行時使用的模型，這樣他們能更好地了解航天器的性能。

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

最后，聲學測試確保Psyche能夠承受發射時的噪音，當火箭的隆隆聲如此響亮時，如果航天器不夠結實則會損壞硬件。在JPL的聲學室中，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。