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NASA 工作人員在斯坦尼斯太空中心歷史性維護期間清除了 1.51 億公升水

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NASA - Mia2you/shutterstock.com

美國航太局進行的一項大規模工程作業,清除了位於密西西比州斯坦尼斯航太中心約 1.51 億公升的水。這項複雜的程序於 2026 年 5 月 7 日至 11 日期間進行,主要目標是安全更換該裝置高壓系統的基本幫浦。這次演習將水庫的容積減少到了自 20 世紀 60 年代最初建造以來的最低水平,標誌著航空航天綜合體維護的歷史性事件。

結構幹預並不是為了應對緊急情況,而是作為該機構工程師嚴格規劃的現代化計劃的一部分。高壓水系統在火箭引擎測試過程中發揮著至關重要的作用,提供必要的體積來保護測試台免受點火產生的極端條件的影響。隨著這一階段的完成,基礎設施將獲得更高的可靠性,以支援載人和商業太空探索下一步所需的工作量。

空間測試基礎設施需要大量的水

斯坦尼斯航天中心的主水庫以其巨大的尺寸令人印象深刻,直徑約為 244 米,最大容量時深達 7.6 米。全面投入營運後,該人工湖可容納約 2.5 億公升工業用水,相當於數十個奧運游泳池的容量。這個巨大的儲備是聲熱抑制系統的核心,專門設計用於吸收超重型推進器靜態點火過程中釋放的殘酷能量。

在典型測試期間,測試台底部的溫度很容易超過攝氏 3,300 度,足以熔化大多數工業金屬。水是不可或缺的隔熱罩,吸收熱能並立即轉化為濃密的蒸氣雲。除了防止極端高溫外,水幕還可大幅降低 RS-25 引擎等強力推進劑燃燒時產生的震耳欲聾的噪音,防止聲衝擊波對所評估的設備造成結構損壞。

為了確保點火測試幾分鐘內的必要流量,該裝置配備了工業規模的機械。該綜合體擁有 10 台大型柴油引擎和 10 個主泵,每分鐘能夠將超過 110 萬公升水輸送到火焰底部。這種快速淹沒能力使斯坦尼斯太空中心成為美國首屈一指、最先進的推進測試中心,同時滿足政府和私人太空計畫的嚴格要求。

技術規劃克服了缺乏隔離閥的問題

技術人員發現其中一台每分鐘輸送約 3,000 加侖的輔助泵浦已達到其使用壽命後,需要清空一半以上的水箱。由於原始管道架構沒有針對該特定段的專用隔離閥,工程挑戰變得複雜。如果沒有這個組件,切割管道和更換有缺陷部件的唯一安全方法是將水位降低到系統吸入管線以下。

進行如此大規模的排水需要租用六台大容量外部泵,這些泵需要在三天內不間斷工作以轉移多餘的水量。為了防止吸力和連續水流對水庫底部造成侵蝕,維修團隊在建築物的底部安裝了臨時物理保護裝置。所有清除的液體都在建築群現有的回收和排水渠道網絡內進行仔細引導和管理,確保充分控制水資源。

利用維護窗口和低水位,工程師對配電網路進行了徹底的改進。該項目包括策略性地增加管道關鍵部分的直徑,最重要的是安裝新的大型隔離閥。這些架構更新確保未來的設備變更或局部維修可以單獨進行,因此無需對水庫進行新的大規模排空流程。

作業揭示了人工湖底部被淹沒了五十多年的情況

水面的急劇下降為測試中心的當代員工和工程師提供了前所未有的視野。五十多年來一直隱藏在數百萬公升水中的水庫底部和長凳的混凝土基礎的大部分都完全暴露在外。對這些淹沒區域的目視檢查使我們能夠評估可追溯到阿波羅計畫時代的部件的結構完整性,從而確認原始結構的耐用性。

水資源的有效管理是推進作業的首要任務,該系統的設計旨在最大限度地重複利用。熱和聲學保護基礎設施的整合運作基於嚴格的物理和機械原理,確保了極端燃燒事件期間裝置的安全。

  • 雨淋系統提供高壓水,立即抑制火焰和聲波。
  • 當水與廢氣的極熱接觸時,會吸收動能並變成蒸氣。
  • 很大一部分未蒸發的液體會經由回收和傾析通道返回主系統。
  • 十台大功率柴油機和十台主泵同步運行,以維持裝置所需的流量。

這些要素的融合構成了不可或缺的保護屏障。如果沒有合適的水量和適當的壓力,火焰偏轉器反射的聲波可能會撕裂正在測試的火箭的敏感部件。

結構升級確保阿耳忒彌斯規劃未來任務的安全

抽水系統的現代化是阿耳忒彌斯計劃的連續性和成功邁出的重要一步,該計劃是一項雄心勃勃的計劃,旨在建立人類在月球上的可持續​​存在。斯坦尼斯太空中心設有測試台,為太空發射系統火箭提供動力的引擎在被授權用於載人航天之前會經過嚴格的評估。隨著最近對管道的更新和磨損泵的更換,該綜合體為下一次認證活動獲得了更大的安全性和可靠性。

現場進行的測試規模說明了完美的水利基礎設施的重要性。在 RS-25 引擎的標準持續時間測試中,系統在幾分鐘內消耗了大約 1900 萬公升水。在最近的維護窗口期間泵送的總體積為 1.51 億公升,儘管數量巨大,但僅代表該中心保持運行所需的處理能力的一小部分,以確認將宇航員送入深空的推進器的可行性。

工程程序絕對成功地完成,官方報告證實,在三天的密集排水過程中沒有發生任何安全事故、機械故障或不良環境影響的記錄。安裝新的隔離閥並更換泵浦後,水庫開始逐漸重新填充,以恢復到正常運作水準。保留這種獨特的技術能力可確保美國在未來幾十年內始終處於開發和驗證航空航天推進技術的前沿。

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