航天界2026/02/26

第 1151期

新聞速遞

印度空間研究組織（ISRO）昨天（2月25日）發布聲明表示，一年多前其導航衛星升軌失敗源自閥門故障。

2025年1月28日，GSLV Mark 2火箭將重2250公斤的NVS-02衛星送入地球同步轉移軌道。該衛星計劃在地球同步軌道東經111.75度運行，以取代此前該位置的IRNSS-1E衛星。這是印度導航星座計劃（NavIC）第二代5顆衛星中的第2顆，要為印度及周邊地區提供定位、導航和授時服務。

然而，衛星未能啟動發動機以抬升軌道，因此困在了轉移軌道上，無法進入工作軌道執行任務。根據美國太空軍太空軌道服務數據，該衛星仍在287至37252公里的轉移軌道上，傾角為20.85度。

一個“最高委員會”調查后得出結論：命令閥門打開的信號未能送達，導致一個電爆閥沒有按計劃打開，進而造成氧化劑無法輸送到衛星的升軌發動機。“最有可能的原因是，連接器的主電路和冗余電路中至少各有一個觸點斷開 了。”

ISRO沒有就這一故障給出更多細節，但表示已進行了設計修改，“以提高火工品系統運行的冗余度和可靠性”。這些修改在去年11月發射的另一顆衛星CMS-03上成功進行了測試。

▲星箭組裝中的 NVS-02導航衛星

（圖源：ISRO）

很多衛星或運載火箭的災難性故障，都可追溯到一個物理上很小但無處不在的部件——閥門。作為調節推進劑等依靠壓力流動物質的部件，閥門在航天器結構中起著至關重要的作用。2019年SpaceX載人龍飛船在地面測試中爆炸，是因為閥門故障造成飛船推進劑泄漏。2024年美國航天機器人技術公司（Astrobotic）的游隼號（Peregrine）月球著陸器沒能順利奔月，也是因為閥門問題導致氧化劑貯箱最終破裂。

“可以有一千種方法讓閥門不高興。”從事推進系統研發的美國基準空間系統公司（Benchmark Space Systems）CTO杰克·特弗特（Jake Teufert）在2024年接受媒體采訪時說。“一千種”可能說少了，任何問題都可能導致閥門錯誤關閉、進而帶來泄漏。

用于航空航天系統的閥門必須以超高精度制造，盡可能輕，能夠承受極端溫度、極端振動環境和極端壓力，并且達到超低泄漏要求——某些閥門的允許泄漏率相當于在200年里只能泄漏一克氦氣。實際上，現實中的物理挑戰很多。例如，有的燃料和氧化劑與某些閥門墊片聚合物不相容，化學不相容性可能導致腐蝕、開裂等問題。異物碎片也可能堵塞閥門，或者讓其無法正常密封。

工程師們在地面上開展了很多測試，但地面測試畢竟無法完全匹配真實的飛行環境。那么，為什么不增加一個閥門，這樣如果一個閥門無法打開還可用備份閥門呢？如果這樣做，又可能冒出來在單個閥門上永遠不會出現的全新故障模式。

“我們這個行業仍然處于手工制造硬件的階段，閥門也如此。”特弗特認為，航天不是一個大眾市場，航天器部組件尚未實現大規模生產，很多產品仍然是“老師傅”定制的，因此供應商的能力不一定隨著時間的推移而穩定下來。

當然，行業在進步。面對商業航天的興起，美國“隱形冠軍”企業 Marotta 大力開發貨架式產品，到2025年2月僅向火箭實驗室公司（Rocket Lab）已交付5萬個CoRe標準電磁閥。

▲標準 航天閥門（圖源：Marotta ）

新聞綜合自：

1. Jeff Foust，

Valve malfunction blamed for failure of Indian satellite to raise its orbit，

https://spacenews.com/valve-malfunction-blamed-for-failure-of-indian-satellite-to-raise-its-orbit/

2. Aria Alamalhodaei，

Why valves are a spacecraft engineer’s worst nightmare，

https://techcrunch.com/2024/01/12/why-valves-are-a-spacecraft-engineers-worst-nightmare/

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