当前位置: 华文问答 > 科学

美国国家航空航天局(NASA)有什么黑科技?

2021-03-02科学

没有人提NASA混响声学测试中心(Reverberant Acoustic Test Facility, RATF)吗?

世界上最悲伤的事,莫过于火箭发射成功,卫星坏了。上千万的发射成本到头来只听了个响。

为避免这样的人间惨剧,卫星在发射升空前需要接受数轮考验。其中一项是检验卫星能否经受住火箭的巨大噪音。

RATF提供了目前世界上最强大的噪音模拟测试环境,在2860立方米的测试空间内能制造163分贝的31.5Hz-10KHz噪音, [1] 将近一倍于第二名欧空局的声学测试中心LEAF。 [2] 163分贝大致相当于烟花爆炸,分分钟击穿人的耳膜。为隔绝噪音对外界的影响,RATF的混凝土隔音墙足有1.8米厚。

猎户座飞船模型在RATF接受测试。左面墙上为喇叭

RATF的一面墙上布满了36个喇叭。每个喇叭背后都连接着一台「音响」——声波调制器。声波调制器的阀门每秒上百次开合,将输入的高速高压气流转换成声波,输出功率上万倍于家用车载功放。 [3]

喇叭背后的声波调制器

另外值得一提的是,由于纯氮比空气对高频声音的吸收更少,声波调制器中流动的都是氮气。这些氮气平时储藏在室外9000万升液氮存储设备中。

类似RATF的设施太过顶级,其成本连一些卫星运营商都难以负担。2010年,美国Sandia国家实验室把这个问题丢给了一家舞台音响供应商MSI。MSI堆叠102台由自制喇叭、B&C扬声器驱动和Powersoft功放组成的音响,创造了无混响空间内147分贝的纪录。 [4] 这种简单粗暴的方法被称为无混响声学测试(Direct-Field Acoustic Testing, DFAT),相当于为卫星单独组织了一次重金属摇滚。

飞船接受重金属摇滚的洗涤

参考

  1. ^ NASA https://www1.grc.nasa.gov/facilities/sec/
  2. ^ LEAF https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Engineering_Technology/Test_centre/Large_European_Acoustic_Facility_LEAF
  3. ^ High Intensity Noise Generation for Extremely Large Reverberant Room Test Applications https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4419-9507-0_12
  4. ^ Designing a Direct-Field Acoustic Test of a Flight System: Requirements, Challenges, and Results https://www.osti.gov/servlets/purl/1109193