天天熱議:航天器其實是一種十分“嬌貴”的高科技產品？一文了解

近日，據俄羅斯媒體報道，俄羅斯為將聯盟號載人飛船運輸到拜科努爾航天發射場，使用了比之前更為嚴格的運輸方式，目的是保證飛船不受外界環境影響。眾所周知，航天器是一種十分嬌貴的高科技產品，如果運輸不當，輕則造成航天器被“污染”，重則導致航天器損壞，因此運輸過程必須慎之又慎。那么，航天器在運輸過程中需要注意哪些事情呢？

【資料圖】

不能使用常規運輸方式

航天器是火箭、衛星、飛船、空間站和深空探測器等飛行器的總稱，它在太空工作的環境非常嚴酷，必須能承受極高和極低的溫度、真空環境和強烈的輻射等，但這并不意味著航天器天生就結實。相反，航天器十分嬌貴，對生產、儲備和運輸環境要求極高，尤其是在運輸過程中不能采用像普通貨車那樣的運貨方式。

以衛星為例，將衛星運輸到發射場時，工作人員會將其放在專門設計的包裝箱中進行運輸。火箭因尺寸較大，對運輸工具也有特殊要求。以鐵路運輸為例，由于火箭尺寸超限問題，需要進行專門評估并交由鐵路部門審批后才能放行，為了運輸超限的火箭分段，甚至還有專門改造線路限界的例子。

火車運輸俄羅斯“質子”火箭

航天器采用公路運輸一般也是使用專門設計的特種車輛，同樣要考慮尺寸超限等問題。要是航天器的尺寸超過運輸沿線的公路限制怎么辦呢？俄羅斯正在研制的聯盟5號運載火箭的芯級直徑是4.1米，俄羅斯不可能為了運輸這種火箭，專門對某條公路或鐵路進行全面的更新升級，所以，聯盟5號火箭只能使用安-124大型運輸機進行分段空運至發射場。美國正在研制的SLS火箭，其芯級直徑高達8.4米，只能依靠特種船只通過水運方式運抵肯尼迪航天發射中心。

對運輸環境要求嚴格

航天器的運輸不僅有尺寸超限問題，還對運輸環境提出了很高要求。眾所周知，衛星普遍使用了包括陀螺儀在內的諸多精密部件，這些部件的生產和使用都是在無塵的潔凈車間完成，因此更不能采用簡單的裸露運輸方式。

目前，衛星會使用專門設計的密封包裝箱運輸，以滿足氣密、減振、防塵等一系列要求，包裝箱內部一般都裝有特制的環境監控系統，每次開合箱都需要移動式吊車等設備輔助完成。

由于航天器在地面運輸中不會開機工作，溫控系統自然也不會啟動，因此需要保證航天器的溫度適中，一般控制在5~35攝氏度的范圍內為宜，或根據具體情況另行要求。

如果航天器不慎長期處于低溫或高溫環境下，可能會造成部分器件失靈，甚至整體失效，所以，工作人員在運輸航天器時，除了使用必不可少的密封包裝箱外，為增強溫控效果會給包裝箱蓋上被子甚至稻草墊都不足為奇。

除了溫度外，濕度也是航天器運輸中必須要考慮的因素，除了特殊說明外，一般要求包裝箱內的相對濕度不超過60%，需要使用吸濕材料等被動濕度控制技術進行控制，為航天器創造良好的濕度環境。

此外，航天器還怕振動。統計分析顯示，公路運輸時路面不平和車輛的加速，以及飛機起降和在飛行中遭遇氣流擾動是引起震動的主要原因，船只也有海浪沖擊帶來的影響。

或許有人會問，火箭發射時衛星加速達到好幾個G，振動也不小，怎么就不怕呢。殊不知，火箭發射時包括衛星、飛船等航天器是在火箭加速方向受力，而地面運輸時的振動則是無處不在，這就好比幾塊磚頭疊放為磚墻，一個人站上去都沒事，但從側面輕輕一推恐怕就會坍塌，磚頭尚且如此，何況是精密嬌貴的衛星。同時，振動還可能導致航天器的元器件受損。因此，航天器在運輸中必須盡量降低振動帶來的影響。

此外，航天器運輸還要考慮污染問題。該污染并非塵土污染，而是空氣中的碳氫化合物、有機物，以及空氣中的酸堿度等環境污染，這些都要盡量避免。同時，航天器安裝有火工品，需要防曬并禁止靠近火源，以保證火工品處于安全的環境中。衛星上有很多精密的元器件和子系統，對周圍的電磁環境也有一定要求。

林林總總這些要求加起來，航天器運輸就成了慎之又慎的精細活。

運輸技術正在發生變化

以前，每年發射的航天器數量較少，精心照顧還顧得過來，成本可控，如今航天器研制和發射數量開始井噴，尤其是隨著商業航天的發展，大量微小型航天器涌現，對運輸技術提出了新的要求。

首先，航天器的運輸工具在進一步發展，突出表現在航天器尤其是對衛星的運輸中，越來越多的使用大型運輸機。飛機的使用放寬了對航天器尺寸的限制，使用飛機將其運輸到發射場幾乎成為世界各國的慣例。同時，空運還有利于減少運輸中振動、溫度和濕度等外界環境帶來的影響，火工品的防曬、防火、防高溫等要求，也更容易得到滿足。

NASA"超級古比魚"運輸機成功運送航天飛船組件

其次，航天器的運輸包裝箱功能日益強大。包裝箱的溫度和濕度控制正在向主動式控制方向發展，例如，通過冷凝干燥器等手段主動控制環境濕度。同時，航天器運輸包裝箱還在向智能化和通用化方向發展，滿足低成本、易操作的要求，提供廉價、高效、安全的運輸能力，這對生產成本不高的微小衛星十分重要。

最后，航天器包裝箱的主動減振器開始提上日程。目前，航天器運輸中的減振器幾乎是針對每個航天器專門設計，減振器一旦布局完成就很難更改，如果要運輸不同的航天器要么另行設計，要么降低對航天器的減振指標，而且減振器對公路、鐵路、航空、海運等不同的運輸環境適應性較差。因此，主動減振技術正在提上日程，通過調節空氣彈簧的剛度和高度來實現包裝箱的主動減振，適應承載不同質量、不同質心的航天器，以及不同運輸環境對航天器減振的要求。（作者：張雪松）

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