阀门：太空中引发大问题的小部件
在经过一段时间的监测太空产业后，你会意识到导致卫星或发射任务失败的大量问题
阀门可能是太空工程师的最大噩梦。
说到太空行业，人们可能会认为最严重的故障是由于复杂、复杂的零部件引起的。然而，现实恰恰相反。事实上，卫星和发射器的许多故障可以归因于一个看似微不足道的部件：阀门。
阀门在航天器结构中至关重要，因为它们调节诸如氦气和推进剂等物质的流动。它们也被发现在发射器中，是这些系统中最常见的子组件之一。最近，当Astrobotic宣布其Peregrine月球着陆器由于一个故障阀门产生的推进泄漏问题无法尝试垂直降落在月球上时，这一事实得到了凸显[^1]。但是Astrobotic并非在阀门相关问题方面一马平川。波音公司由于阀门问题导致其Starliner载人舱的重大任务延迟，而SpaceX的Crew Dragon由于泄漏的阀门在地面测试中爆炸[^2][^3]。
问答：
问：为什么阀门在航天器和发射器中如此关键？ 答：阀门在调节氦气和推进剂等物质流动方面起着至关重要的作用，对于确保航天器和发射器正常运行至关重要[^1]。
问：航天工业阀门设计面临的主要挑战是什么？ 答：阀门设计人员面临着制造具有超高精度、轻质材料以及能够承受极端温度、流体、振动和压力的部件的艰巨任务。他们还必须满足超低泄漏要求[^5]。
问：阀门在用于太空任务之前如何进行测试？ 答：航天器在地面上经历一系列测试，尽可能地模拟飞行环境。然而，完全复制发射和轨道期间经历的确切条件是一项挑战[^7]。
问：不能添加额外的阀门作为备份以减小故障风险吗？ 答：虽然这似乎是一个合理的解决方案，但引入多个阀门可能会创建单个阀门不存在的新故障模式[^11]。
问：为什么阀门制造在航天工业中仍未实现批量生产？ 答：尽管已经采取了改进生产技术的努力，航天工业尚未形成大规模市场，生产的航天器数量相对较低。这使得像阀门这样的部件制造更具定制性，并且依赖于手工艺过程[^12]。
问：人为错误如何影响阀门的可靠性？ 答：在航空航天这样的利基行业中，知识有时只集中在少数人手中，制造过程中可能会出现人为错误，导致质量的差异[^13][^15]。
参考资料： – Astrobotic的Peregrine着陆器遇到推进问题 – 波音的Starliner载人舱因阀门问题推迟 – SpaceX的Crew Dragon爆炸由漏气阀引起 – Benchmark Space Systems – gravityLab – Marotta为SpaceX提供的电磁阀
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