为什么航天器在上天前要进行环境模拟试验

电磁兼容性试验

航天器出厂后要经过运输、发射、入轨和轨道运行等阶段，经受各种不利甚至严酷环境的影响和作用。例如，在发射过程中，在强大推力作用下航天器会受到剧烈的冲击、振动噪声和气动加热；进入轨道后，航天器又要经受严酷的高真空、高低温度交变、失重、空间粒子辐射甚至微流星体撞击。

另外，由于研制成本高、研制周期长、生产数量少，而且上天后如果出现了问题极难补救，所以要求航天器有很高的可靠性。因此，航天器发射前一定要进行地面环境模拟试验，以此检验航天器的性能，看它在严酷的发射环境和轨道运行环境条件下能否可靠地工作。航天器的环境模拟试验主要有5个方面。

“嫦娥一号”月球探测卫星进行振动试验

（1）振动试验　它主要模拟航天器在发射阶段和返回阶段所经受的振动环境。它是把航天器固定在巨大的振动试验台上，航天器的各个典型部位都安装传感器，用来测量航天器各点的振动量级的大小。一旦加电工作，振动台就带动航天器一起振动，发出的声音像一头雄狮在怒吼，振动的频率由低向高不断地增加。通过这样的考验，不管是设计问题，还是工艺问题，或者是装配质量问题，哪怕是一个焊点松动或一个螺丝钉没有拧紧，都会在这种振动面前原形毕露。

（2）冲击试验　它主要模拟运载火箭发动机和航天器发动机点火工作、航天器与火箭分离或火箭级间分离对航天器产生的冲击。这种试验常用跌落式或撞击式冲击台进行，冲击加速度常达到地面重力加速度的几百倍甚至上千倍；也可用爆炸产生振荡型冲击，用真实火工品模拟爆炸螺栓分离解锁时的冲击；还可用振动台模拟合成冲击谱或瞬态冲击波。

（3）噪声试验　它是模拟航天器发射时运载火箭发动机工作时产生的噪声和与大气的摩擦而产生的气动噪声。

（4）加速度试验　它是模拟航天器发射时航天器经受的过载，即承受的加速度。这种试验大多在离心机上完成。

（5）真空试验　它是模拟航天器在轨道上的运行环境，包括空间的高真空、深冷温度和高低温度交变。在地面创造出真空的环境需用真空罐。真空罐内壁铺设了通液氮的管子，管内充以液氮后，可使真空罐内的温度降低到-100℃。在其外部有由各种真空泵组成的抽真空系统和测量控制系统。在罐子的一端或侧面有一个既能保证密封又可以开关的盖子，航天器就从这里被放入罐内。同时，在罐内还设有模拟太阳照射的光源。试验一开始，罐子被抽成真空并开始降温，还进行高低温度的交变。航天器在这样的环境中按照工作程序进行连续几天甚至十几天的试验，从而考验航天器及其各种仪器设备在这样的环境条件下能否可靠地工作，达到预期的性能。

此外，还有电磁兼容性试验、空间粒子辐照试验等。不过，随着科技的不断发展，现在很多环境模拟试验可以用计算机模拟进行，从而大大节省了人力、物力和财力。（庞之浩）