真空室:著名實驗和測試都發(fā)生在這里
發(fā)布時間:2023-12-15 12:11:23 點擊次數(shù):10868 次在美國俄亥俄州桑達斯基附近,一個占地6400畝的實驗中心,有五個大型測試設施,由NASA運營,用于測試太空飛行的各個方面。其中大部分建于幾十年前,當時美國和俄羅斯在各方面都展開著競爭,美國的太空計劃在當時具有國家戰(zhàn)略高度。
但是現(xiàn)在,這些在當時就價值數(shù)百萬美元的設施已經(jīng)廢棄,有些設施破舊不堪,他們需要花費數(shù)百萬美元才能修復。在五個仍然存在的設施中,有四個已經(jīng)多年沒有用過。其中兩個是被部分拆除,一個喪失了完全的功能,一個甚至從未被使用過。只有一個簡稱為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)太空旅游很可能會來自這家公司。
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,以便火箭硬件在實際發(fā)送到太空之前可以進行測試。它通過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個小時。在內(nèi)部,一排石英加熱燈模擬太陽輻射,400千瓦弧光燈模擬太陽光譜。低溫冷罩使溫度降至零下六十攝氏度。
該設施建于1969年,最初用于真空條件下的核電研究,但后來被用于測試航天器推進系統(tǒng)。整個腔室由鋁制成,鋁并不是最堅韌的金屬,有可能無法承受空氣抽出時產(chǎn)生的巨大壓力。之所以當初選擇鋁是由于腔室最初設計是用于測試核裝置而鋁具有輻射屏蔽特性。為了給結(jié)構(gòu)提供強度,整個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,但絕對是最大的真空室。一些真空室可以實現(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實現(xiàn)的最強真空低約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和引力波探測器。
而SPF足以吞下航天器。火星探路者的安全氣囊著陸系統(tǒng)就是在這個真空室內(nèi)進行的測試。 2013年,最火熱的私營太空企業(yè)SpaceX還利用SPF的服務來測試其有效載荷整流罩 。
2013年,在SPF內(nèi)部進行了一個著名的實驗。實驗人員拿起一個保齡球和一堆羽毛,用起重機將它舉到房間的頂部并同時放下它們。人們都幸喜地發(fā)現(xiàn),就像物理學的理論上一樣,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刻觸及艙室的地板。