福州真空室:著名實(shí)驗(yàn)和測(cè)試都發(fā)生在這里
發(fā)布時(shí)間:2023-12-15 12:11:23 點(diǎn)擊次數(shù):12188 次在美國(guó)俄亥俄州桑達(dá)斯基附近,一個(gè)占地6400畝的實(shí)驗(yàn)中心,有五個(gè)大型測(cè)試設(shè)施,由NASA運(yùn)營(yíng),用于測(cè)試太空飛行的各個(gè)方面。其中大部分建于幾十年前,當(dāng)時(shí)美國(guó)和俄羅斯在各方面都展開著競(jìng)爭(zhēng),美國(guó)的太空計(jì)劃在當(dāng)時(shí)具有國(guó)家戰(zhàn)略高度。
但是現(xiàn)在,這些在當(dāng)時(shí)就價(jià)值數(shù)百萬(wàn)美元的設(shè)施已經(jīng)廢棄,有些設(shè)施破舊不堪,他們需要花費(fèi)數(shù)百萬(wàn)美元才能修復(fù)。在五個(gè)仍然存在的設(shè)施中,有四個(gè)已經(jīng)多年沒有用過(guò)。其中兩個(gè)是被部分拆除,一個(gè)喪失了完全的功能,一個(gè)甚至從未被使用過(guò)。只有一個(gè)簡(jiǎn)稱為SPF的大型真空室仍在使用,在使用這一真空室的客戶中,最近的一個(gè)客戶就是SpaceX,全球著名的私人太空公司,全球第一次商業(yè)太空旅游很可能會(huì)來(lái)自這家公司。
SPF是世界上最大的真空室,高30米,寬37米。它用于模擬外層空間中存在的條件,以便火箭硬件在實(shí)際發(fā)送到太空之前可以進(jìn)行測(cè)試。它通過(guò)抽出腔室中包含的近30噸的空氣,直到只剩下大約20毫克為止。每一次抽空空氣需要大約8個(gè)小時(shí)。在內(nèi)部,一排石英加熱燈模擬太陽(yáng)輻射,400千瓦弧光燈模擬太陽(yáng)光譜。低溫冷罩使溫度降至零下六十?dāng)z氏度。
該設(shè)施建于1969年,最初用于真空條件下的核電研究,但后來(lái)被用于測(cè)試航天器推進(jìn)系統(tǒng)。整個(gè)腔室由鋁制成,鋁并不是最堅(jiān)韌的金屬,有可能無(wú)法承受空氣抽出時(shí)產(chǎn)生的巨大壓力。之所以當(dāng)初選擇鋁是由于腔室最初設(shè)計(jì)是用于測(cè)試核裝置而鋁具有輻射屏蔽特性。為了給結(jié)構(gòu)提供強(qiáng)度,整個(gè)鋁室被包裹在混凝土中,這提供了額外的輻射屏蔽。
SPF不是最為真空的真空室,但絕對(duì)是最大的真空室。一些真空室可以實(shí)現(xiàn)超真空條件,其中一些的空氣壓力甚至低至100納帕,或者比SPF實(shí)現(xiàn)的最強(qiáng)真空低約2500倍,但這些真空室通常很小,并且通常只是用于諸如光譜學(xué)和引力波探測(cè)器。
而SPF足以吞下航天器。火星探路者的安全氣囊著陸系統(tǒng)就是在這個(gè)真空室內(nèi)進(jìn)行的測(cè)試。 2013年,最火熱的私營(yíng)太空企業(yè)SpaceX還利用SPF的服務(wù)來(lái)測(cè)試其有效載荷整流罩 。
2013年,在SPF內(nèi)部進(jìn)行了一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)人員拿起一個(gè)保齡球和一堆羽毛,用起重機(jī)將它舉到房間的頂部并同時(shí)放下它們。人們都幸喜地發(fā)現(xiàn),就像物理學(xué)的理論上一樣,在沒有空氣阻力的情況下,羽毛通保齡球一樣,以相同的速度下降并在同一時(shí)刻觸及艙室的地板。