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看NASA怎么用5块钱解决1亿元的问题
2012-02-03 12:32:50   编辑:雪花   点击可以复制本篇文章的标题和链接
 
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最近著名科技网站Gizmodo推出了新的专栏“太空营地”,向航天爱好者们介绍有关美国宇航局(NASA)里那些未被人们知晓的故事,从机械、医药到太空望远镜,将给大家呈现完整的NASA幕后。近期该网站的记者们探访了NASA的喷气推进实验室和埃姆斯国家实验室,发现NASA在花钱无数的同时,也是个省钱高手,下面就让我们来看看,NASA的科学家们是怎么用五美元办成一亿美元的事儿。

几年前,当“星座计划”(目的是重返月球)还没有被奥巴马取消时,NASA的科学家们发现,该计划中研发的主力运载火箭“战神一号”存在着一个巨大的缺陷,甚至有可能使整个计划破灭。这个缺陷并不是发动机故障或是电脑当机,而是看似无关紧要的振动问题

按照设计,在“战神一号”发射的最后阶段,其固体助推模块会燃尽脱落,这会导致整个火箭产生产生剧烈的振动,导致驾驶舱中的宇航员们根本无法看清楚操作台显示屏上的数字。后果就是——宇航员们看不到数字,他们就无法工作,他们无法工作,计划就要报废。

NASA的人为因素研究和技术部对该问题的严重程度进行了细致的评估工作。事实上,在50年以前,这个部门就为“双子座计划”(美国的第二个载人航天计划)进行过类似的振动实验,只不过那时的仪表盘还是气体驱动的模拟显示转盘,驾驶舱构造也与现在截然不同。

实验的第一步是制作一个只能在垂直方向振动的椅子,因为在火箭发射过程中,驾驶舱中的椅子也同样是在垂直方向振动,而不会左右摇晃。然后要让椅子的振动频率与火箭的模拟振动频率相同,这个频率大约为12赫兹(实际上会在10赫兹到13赫兹间变动)。那么怎么让椅子如此高频振动呢?其实这种技术已经投入民用,大家可以去游乐园里找一匹失控的旋转木马体验一下。

工程师们还考虑到,随着“战神一号”的加速,这种振动会相应增强。“战神一号”运载火箭的最大加速度可以达到4倍重力加速度,同样也会使振动加速度增加0.7倍重力加速度。然后他们发现,在0.7倍重力加速度的振动测试下,即便是显示屏上最大的数字也无法看清了。

这可就大事不妙了。于是NASA赶紧制定计划,开始减震技术研发,数以亿计的美刀又要砸下,附带长达数年的研发时间,“星座计划”的实现变得遥遥无期。

就在此时,振动实验室的科学家们想出了一个绝妙的点子:只要将显示器的画面频闪频率调到与振动频率相同不就行了吗?于是他们用几美元买了一些电路板,连接屏幕,调节频率到12赫兹,方案奏效!

但是,这种改进只是让屏幕可读性提高了一些,椅子的振动和屏幕的频闪并未完全同步,为了让宇航员能完美阅读屏幕上的内容,工程师们又进行了一些改进,他们在那把椅子上安装了一些加速器,终于使屏幕显示完美可见,整个改造花费只有区区几美元,伟大的胜利。

Gizmodo的记者亲身体验了一把振动测试,的确,仅仅在0.5倍重力加速度的振动下,人眼已经完全无法看清显示屏上的内容,而在调节屏幕频闪频率之后,世界马上清晰了。事实上,这种技术已经不仅用于航空航天领域,在直升机、飞机和快艇上也有运用。另外从视频我们可以看到,摄像机的防抖功能在此时显现出了它无比的威力……(索尼你立功了)。


体验视频

看NASA怎么用5块钱解决1亿元的问题

(文/果壳网)

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