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來自遊樂園的過山車技術可以讓NASA太空人執行任務時更安全

2024-08-26科學

美國國家航空暨太空總署(NASA)與遊樂園工程師合作,為阿耳特彌斯號任務改進磁制軔系統,確保安全緊急逃生。受過山車技術的啟發,該系統設計用於罕見但關鍵的用途,其維護方法借鑒了遊樂園的做法。

2024年8月9日,美國國家航空暨太空總署(NASA)阿特米斯二號(Artemis II)載人飛行任務準備小組在位於佛羅裏達州的甘迺迪航天中心練習從緊急逃生籃中逃生。逃生籃類似於滑雪纜車上的纜車,用於發生發射台中止緊急情況時,讓太空人和其他發射台工作人員能夠快速從移動發射裝置逃生到發射台底部,等待在那裏的緊急運輸車輛會將他們送走。圖片來源:NASA/Kim Shiflett

最近,美國國家航空暨太空總署(NASA)甘迺迪航天中心地面探索系統(EGS)計畫團隊與佛羅裏達州中部一家遊樂園的工程團隊會面,就NASA為阿耳特彌斯(Artemis)任務發射台緊急逃生系統采用的新型制軔系統進行了交流。

2024年1月24日星期三,美國國家航空暨太空總署(NASA)地面探索系統計劃團隊開始在位於佛羅裏達州甘迺迪航天中心39B發射場的移動發射裝置上安裝四個緊急逃生籃中的第一個,為該局的阿耳特彌斯二號載人登月任務做準備。這些籃子類別似於滑雪纜車上的吊廂,用於在發射台中止緊急情況下,使太空人和其他發射台工作人員能夠快速逃離移動發射裝置,到達發射台底部,然後由等候在那裏的緊急運輸車輛將他們送走。圖片來源:NASA/伊薩克-沃森

"我們為阿耳特彌斯緊急逃生系統配備了新的磁制軔系統,NASA以前從未在地面基礎設施方面使用過這種技術來支持發射,"EGS的移動發射裝置1號副計畫經理傑西-伯迪斯(Jesse Berdis)說。"我意識到,我們在距離奧蘭多 50 英裏的地方就有鄰居,他們基本上都是世界上磁制軔系統方面的專家"。

對於阿耳特彌斯,團隊將使用一根軌域電纜,將移動發射器連線到靠近美國國家航空暨太空總署甘迺迪發射台 39B周圍的終點站,在那裏,四個類似於吊籃升降機的吊籃可以向下移動。磁制軔系統就在這裏執行,幫助控制吊籃在多種重量和環境條件下的加速度。在發射台終點站,裝甲應急車駐紮在那裏,將人員安全地從發射台送往甘迺迪指定的安全地點。

2024年8月11日星期日,在39B發射台進行的一系列綜合系統驗證和驗證測試中,美國國家航空暨太空總署佛羅裏達州甘迺迪航天中心的團隊演練了阿耳特彌斯號任務緊急逃生或撤離程式。關閉機組人員、模擬飛行機組人員、發射台救援小組和地面探索系統計劃的成員練習了進出緊急逃生籃的過程。在真正的緊急情況下,機組人員和其他人員將乘坐緊急逃生籃前往終點站區域,但此次測試中沒有人乘坐緊急逃生籃。相反,測試小組在不同的場合使用不同高度的水箱來模擬乘客的重量,從而對籃子進行測試。圖片來源:NASA/Kim Shiflett

許多過山車制造商都使用 "渦流制軔系統",即利用磁力來幫助車輛減速。移動發射器 1 高級元件工程師阿曼達-阿列塔(Amanda Arrieta)解釋說,雖然過山車上的套用與 EGS 團隊在阿耳特彌斯上的套用略有不同,但概念是相同的。

資訊圖顯示了太空人和工作人員在緊急中止情況下的行進路線。資料來源:美國國家航空暨太空總署

不過,過山車通常每天都要連續使用多個小時,而艾爾忒彌斯緊急出口系統則不同,它只能在緊急情況下使用。伯迪斯說:"除非進行測試或維護,否則我們不打算執行我們的系統。"

盡管如此,甘迺迪的團隊仍確保該系統能夠在未來數年內正常執行,以支持未來的阿耳特彌斯任務。

"[遊樂園]的維護人員非常出色,因為他們向我們展示了他們每晚、每月和每年的檢查情況。這為我們的營運團隊提供了一個非常好的基礎和基線知識,讓他們知道在維護和執行阿耳特彌斯任務的這一系統時應該期待什麽"。

各小組交流的一些意見和建議包括在測試期間在緊急逃生籃中增加一個加速度傳感器。傳感器將有助於檢測籃筐下降時的速度。

緊急逃生系統是 EGS 團隊為從阿耳特彌斯二號開始的未來載人飛行任務而實施的幾項新增添功能之一,該系統特別強調了安全的重要性。

在太空梭計劃中,航天員和其他人員在發射倒計時過程中遇到緊急情況時的逃生路線也采用了類似的系統。不過,各小組沒有為籃子使用磁力制軔系統,而是使用了機械制軔系統,即使用捕捉網和拖鏈來減慢籃子的速度,然後阻止籃子從鋼絲上滑下。

2024年8月12日星期一,在39B發射台進行的一系列綜合系統驗證和驗證測試中,美國國家航空暨太空總署佛羅裏達州甘迺迪航天中心的團隊演練了阿耳特彌斯號任務緊急逃生或撤離程式。關閉機組人員、發射台救援小組和地面探索系統計劃的成員練習了進出緊急逃生籃的過程。雖然在真正的緊急情況下,工作人員和其他人員將乘坐緊急逃生籃前往終點站區域,但此次測試中沒有人乘坐緊急逃生籃。相反,測試小組在不同的場合使用不同高度的水箱來模擬乘客的重量,從而對逃生籃進行測試。資料來源:美國國家航空暨太空總署/法蘭克-米肖

對於該機構的商業乘員計劃,SpaceX還在 NASA 甘迺迪發射場 39A 號發射台的滑索上使用了捕捉網和拖鏈,並在卡納維爾角太空站 40 號太空發射場使用了可展開滑道。波音公司和聯合發射聯盟也使用了滑索,但該團隊在卡納維爾角空間站的 41 號航天發射場使用的不是籃子,而是座椅,就像在滑索上滑行一樣。

根據美國國家航空暨太空總署的艾爾忒彌斯計劃,該機構將為在月球上進行長期科學探索奠定基礎,讓第一位女性、第一位有色人種和第一位國際夥伴太空人在月球表面著陸,並為人類火星探險做好準備。

編譯自/ScitechDaily