腕表世界

始于地球,飞抵轨道:飞行员系列探险家垂直驱动腕表完成严苛测试。

Vast公司的高级任务经理Kelton Temby分享载人航天飞行的复杂性

一款太空认证机械腕表,采用白色表壳与白色表带,搭配黑色表圈与黑色按钮,深色背景中有一道宛若地球日出的夜光弧线。

Vast公司的高级任务经理Kelton Temby解释了载人航天飞行的复杂性,并详述了对飞行员系列探险家垂直驱动腕表进行的航空认证测试详情。该款腕表已通过认证,可在Vast公司在建的全球首个商业空间站Haven-1使用。沙夫豪森IWC万国表与Vast近期宣布建立战略工程合作关系,IWC万国表成为其“官方计时合作伙伴”。

颇具未来感的太空站内部,一名男子通过平板电脑显示的医学扫描影像监测一名女子的健康状况。

创新不止

Kelton,请问人类探索太空的出发点是什么?

载人航天为人类打开了全新格局,加快科学技术发展,提升我们对地球和宇宙的认知,推动了从医学、生物学到新型材料研究等众多领域的创新。与此同时,太空探索让我们从全新视角去看待事物,同时也是灵感的源泉。然而,进入并驻留太空也充满挑战。

一名女性宇航员从太空站窗口望向地球表面。

太空航行的终极考验

人类前往太空这件事为何如此艰难?

我们无法在真空中生存,也无法承受从100°C以上到-150°C的剧烈温差。但难度不仅体现在生理局限上,也包括人类设计的各种系统和技术。我们所创造的一切,都是根据地球环境所设的,例如地心引力、可呼吸的空气以及相对稳定的温差范围。在地球上能顺利运行的系统,到宇宙飞船和太空站的微重力环境下可能完全失效。而问题远不止于此。

还有什么原因让太空航行如此复杂? 

另外一个原因是,在太空环境中,任何问题的影响都会被放大。在地球上,要是骑车途中轮胎漏气,你可以直接走回家或把车送修。但在太空中,一旦出现问题,可用资源非常有限。因此,即便问题发生的概率极低,我们也必须以非常严苛缜密的标准去识别、降低并消除风险。

通常来说,只需在设计上稍作优化便可显著降低风险。例如,给机械腕表的表镜增加保护膜。这样一来,即使宇航员的手腕不小心撞到尖锐物体导致表镜破裂,碎片也不会在失重环境中漂浮。


一名男性高级任务经理,身穿白色T恤和饰有Vast标志及美国国旗的米色夹克。

已证安全,蓄势入轨

你们具体测试了哪些项目呢?

我们先是模拟了发射环境,测试腕表能否承受升空过程中产生的各种作用力。此外还进行了标准压力测试。最后,对腕表所用材料进行全面评估,确保适应Haven-1空间站的环境。

一名男性在空间站内部的微重力环境中锻炼,身后的圆顶窗口可以看到地球表面的景色。

为升空而生

升空过程中宇航员会经受哪些振动?

你可能在坐飞机时遇过气流颠簸,飞机会突然剧烈晃动,方向难以预测。火箭发动机产生的振动类似,但振动方向改变得更快,频率更高。与此同时,火箭在推动力的作用下不停上升。宇航员与飞船中装载的物资所承受的重力加速度通常在4g左右,即地球重力的4倍。针对小型物资,我们会评估随机振动强度(均方根加速度,即RMS),这在升空阶段通常可达3.4gRMS。

你们如何模拟腕表会经历的各项条件呢?

我们预估了各项因素可能产生的作用力,将腕表固定于可产生强烈振动的平台上,利用振动台进行模拟。为了确保腕表在任意方向都能正常运作,我们在三条轴线方向上同时振动腕表,并以高达9.56gRMS的加速力进行测试。结果显示,腕表在高负载下毫发无损,仍能稳定运行。

一款配备黑色表盘和白色橡胶表带的腕表正在进行太空飞行测试和认证。

精密环境

为什么要进行压力测试?

在密闭空间中,任何内含空气的物品都必须经过压力测试,包括水瓶、测量仪器和腕表。我们模拟50秒内大气压降低约一半的环境,在压力舱中测试了飞行员系列探险家垂直驱动腕表。腕表表盘始终牢固,并未出现脱落迹象。

最后,您此前提到了材料的兼容性,这点为何如此重要?

空间站是一个极其精密的环境,就像辽阔沙漠中的一块绿洲,我们在这个小小的空间模拟重现人类生存所需的各项条件。就连再平常不过的空气,也必须通过气罐输送到空间站。当机组人员在舱内时,我们得持续过滤二氧化碳,充入氧气,以维持适宜人类呼吸的空气配比。只有这些精密系统完好无损、正常运行,才能保证机组人员的安全。

这和材料有什么关系?

物资所用的某些材料和胶黏剂可能会产生废气,向舱内释放挥发性有机化合物,例如甲醛。这些气味跟新买回物品散发的化学气味很像,可能对机组人员有害,还可能会损坏环境控制和生命维持系统中的过滤装置。而这不过是在这种精密环境中可能出现的众多问题之一。所有运往Haven-1空间站的物品和设备使用的材料都经过了严格评估,确保不会危及机组成员和空间站系统。

Haven-1宇宙飞船或空间站,背景为地球表面景色。