支撐隼鳥2號「太空大航海」的日本技術
2020/12/07
整個日本都緊張關注著隼鳥2號的回歸,對長達6年的飛行起到支撐作用的是日本實力派供應商的技術。雖然總體系統設計和製造由NEC負責,但裏面凝結著200~300家企業的技術訣竅。隼鳥1號接連出現了引擎等故障,帶著滿身瘡痍返回地球。隼鳥2號吸取了前車之鑒,大多數部件和裝置都進行了徹底地研發工作。各製造商的技術人員帶著滿身的疲憊和辛苦,一直關注著隼鳥2號的運作狀態。
橫濱市的古河電池負責製造當探測器的光伏板停止工作時供電的鋰離子電池。該公司的電池技術開發本部的大登裕樹回想起JAXA提出苛刻要求的瞬間。據説,當時JAXA提出「要在保持與第一代同樣重量的同時將電池容量提高20~25%」。大登説,聽到這一要求後無比驚訝,腦海裏的第一反應是「他們到底在想什麼!」。
雖説如此,大登從事鋰電池研發工作將近20年,內心有作為專家的信念和志氣。在與JAXA的多次溝通中,他對照數據,嘗試了能想到的所有材料和零部件,但都不符合要求。
在這種情況下,3·11東日本大地震發生。福島縣磐城市的研究開發設施不得不暫時推遲了實證試驗。供貨期限也比第一代隼鳥號少了1年多。研究開發本部的平子雅充回憶説「日程非常緊張,但逆境反而帶來了團結」。
經過不斷試錯終於發現,如果在充電時仔細控制電壓的同時提高容量,可以增大容量。這才最終開發出了電池系統。還確保了在宇宙的真空空間也不漏液的密閉性。不僅滿足了JAXA的要求,電池壽命也延長到了第一代的2倍,趕上了2012年底之前的供貨期。
2019年4月,隼鳥2號利用碰撞裝置在小行星上製造出人工隕石坑,為這一世界首創的重大技術做出貢獻的是另一家日本企業——日本工機。該公司負責作為碰撞裝置核心的炸藥部分。領導團隊的研究開發部次長松崎伸一當天為了以防萬一,一直呆在JAXA的控制室裏。據説,雖然是以前一直在電視裏看到的場景,但當時他從控制人員們的表情裏「感受到了非同尋常的緊張」。
碰撞裝置是在不銹鋼圓錐體中裝入炸藥,用銅板蓋住,炸藥像子彈一樣使銅板變形,以秒速2公里的速度打入表面。跟古河電池一樣在日本福島縣擁有工廠的該公司在展開開發工作不久後遭遇地震,開發被迫中斷了2個月。
用於隼鳥2號的技術還轉用於消費類産品
據松崎説,古河電池的研究人員們潛心開發了約2年時間,「在發射日期決定以後的日子裏,哪怕一家公司開發延遲,都會影響到整體」。最費勁的是炸藥的填充方法,花了半年時間才研究出來。
為了能高效製造出盡可能大的隕石坑,研究人員試著從零部件的細小入口均勻填入形似「山芋」的炸藥成分,但最後總是進展不順利。之後通過一點點填入,然後稍等一些時間再仔細調整時機等,才找到了最佳填充方法。
通過隼鳥2號培育的在有限空間內安裝很多裝置和零部件的技術還存在轉用於消費類産品的可能性。比如用於實現交通工具及電子設備的小型化等。電池技術也有望實現小型大容量化。如果能創造性地將通過宇宙開發培育的技術結合起來,隼鳥2號返回所帶來的成果和榮譽將更加耀眼。
日本經濟新聞(中文版:日經中文網) 西岡杏、水口二季、永森拓馬
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