互动科普

分析液体如何影响宇宙飞船的运动。

你认为荷兰人在2004年秋天将会往太空发射什么呢？发射郁金香吗？还是一双木鞋？或是几幅梵高的名画？不，都不是！是发送一些水到太空。荷兰人用堤坝保护自己的家园不受海洋入侵，如今这个小小的欧洲国家要把水发送进入地球的轨道。2004年9月末，水作为阿丽安娜5型火箭第二级的载荷物，将被高高地送往太空。这颗小巧的荷兰卫星Sloshsat FLEV0将用来研究在失重条件下水的晃荡行为，时间达两周之久。花费800万欧元（合960万美元）用来发射两桶昂贵的水，这看来是有些太过分了。但是这项工作是“有国际意义”的，荷兰国家航天实验室的设计主管Koos Prins这样说道。例如美国航空航天局的小行星探测器NEAR-Shoemaker就曾经历过13个月的延误，航天器在198年12月意外地让自己进入了安全模式，在此事故之后造成了航天器飞行的延误。究其原因，很可能就是推进剂晃荡造成误动作的结果。根据一个调查委员会的报告建议，“为了将来的空间飞行使命，需要有一个较好的液体晃荡模型”。晃荡的液体可是是推进剂，或者是饮用水，它们都能妨碍一艘为国际空间站服务的无人货运飞船的空间对接机动动作。

晃荡卫星Sloshsat FLEVO（全称是在空间轨道内提供液体实验及验证的设备）是一颗简单的卫星。它基本上是一个80厘米大小的立方体，其外表面覆盖有太阳能电池组，并装备有若干个小推进器。在立方体的内部是一个容量为87升的槽柜，内装有33.5升的超纯净水。卫星内有几个加热器，可以防止水冻结。利用它的几个推进器，晃荡卫星Sloshsat FLEVO可以完成摆动、咕咚发响及滚动等动作。在槽壁上设置有精巧的传感器，可测量出水的晃荡动作，同时灵敏的加速度计测量出航天器的总和运动。

根据晃荡卫星Sloshsat主要研究人员Jan Vreeburg的看法，一颗载有晃荡液体的卫星，就像是一只冲浪板。“液体在卫星里面还是在外面无关紧要，”他指出，“重要的是要了解液体是如何运动从而影响航天器的运动及定向的。”Vreeburg说道，直到现在，太空飞行工程师们对待他们的航天器就像一些冲浪运动员一样，但他们仍是趴在冲浪板上，只希望什么事情都永远不要发生。“或许晃荡卫星Sloshsat实验将教会我们怎样才能站起来。”他评论道。

确实，预告、预测以至于应用由航天器内晃荡液体导出的运动模型终有一天会成为常规。荷兰格罗宁根大学的电脑流体动力学家Arthur Veldman希望，晃荡卫星Sloshsat FLEVO将能够验证他的计算机模型，然后利用这些模型取得对卫星各种运动的精确控制。他声言道，“最终我们打算研制出一些能防止晃荡的太空系统”。

与此同时，荷兰人正在悄悄为自己祈盼好运。晃荡卫星Sloshsat FLEVO是免费搭载在阿丽安娜5ECA火箭上的。这一新型的欧洲运载火箭在2002年12月第一次发射时曾发生爆炸，该工程设计主管Prins说道:“我们周密地考虑了绝大多数问题，希望诸事都能完成得很理想。”

林景新/译

赵庚新/校