陸天眼維修 靠微重力蜘蛛人

2019年8月30日,「微重力蜘蛛人」首度亮相「天眼」,在反射面板上進行巡檢實驗。
2020/01/14 04:10

1月11日,「中國天眼」是世界最大單口徑射電望遠鏡。
2019年8月30日,「蜘蛛人」在做實驗前的準備工作。

11日,被譽為「中國天眼」的球面射電望遠鏡(FAST)順利通過國家驗收,投入正式運行,對於參觀「天眼」的民眾來說,最深的印象莫過於天眼巨大的500公尺口徑反射面,大陸民眾還有一個俗稱:「大鍋」,這口大鍋呈球形,其表面厚度僅1公釐且開孔50%的鋁合金面板,未來如何對望遠鏡的這口「大鍋」進行日常維修以及清理,且不能損壞「承重有限」的反射面板,是極大的考驗。

大陸國家科學院國家天文台和航空工業特飛所特別研究出「微重力蜘蛛人」,利用氦氣球浮力抵消工作人員的大部分體重,保證「蜘蛛人」可在天眼表面行走和進行相關檢查維護作業,且不會對其造成損壞以及影響正常觀測。

浮力吊掛減輕重量

「中國天眼」位於大陸貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣的喀斯特窪坑中,是世界最大單口徑射電望遠鏡,其為大陸科學院國家天文台建造,為了清潔這世界上最大的天眼,大陸航空工業特飛所工程技術中心技術部部長紀章輝表示,特別研發出「微重力蜘蛛人」氣球,最主要部分是一個直徑超7公尺的氦氣球,圓球內部,設有隔層,分別注入了氦氣和空氣,氦氣主要提供升力,而空氣的存在是為了調節整個氣囊內部的壓力,因為隨著溫度或者高度的變化,氣囊內壓力也會有所變化,溫度如果升高導致氣囊壓力超過安全閾值,就要釋放一定的空氣進行降壓。

紀章輝說,研發團隊選用「氦氣」,是因為氦氣不像氫氣易燃易爆,其密度小,屬於惰性氣體,常溫常壓下不會產生化學反應,作業時,配合著相應的安全措施,氦氣球將「吊」起作業人員讓其能夠在望遠鏡反射面上「飛簷走壁」,整個設備能夠乘載一名成人在天眼上進行正常作業的需求,其運作的基本原理就是靠浮力減輕重量,從而達到適用於工作人員的行走平衡。

設計精密準確定位

紀章輝說,「微重力蜘蛛人」的背後,是長達半年的設計、試驗以及計算,團隊從2018年11月份就到達貴州考察,從2019年2月到8月,作了詳細的設計、計算以及摸底試驗,並開始生產製造,去年10月,大陸國家天文台正式驗收該設備。

研究團隊通過精密計算找到蜘蛛人自重及配重和氦氣球浮力間平衡值,研究出適用於不同人(體重)和環境(溫度、海拔高度)的通用公式,實際操作就可直接套用,在確定蜘蛛人後作一些配重的加減就行,當「微重力蜘蛛人」進入天眼作業,通過基墩架設索道,整個設備將受到不同方向三條繩索牽引,使蜘蛛人的活動集中在一個「三角形」範圍,具穩定性且準確定位。

【巴西華人資訊網】

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