北京
航天界2026/02/26
第 1151期
新闻速递
印度空间研究组织（ISRO）昨天（2月25日）发布声明表示，一年多前其导航卫星升轨失败源自阀门故障。
2025年1月28日，GSLV Mark 2火箭将重2250公斤的NVS-02卫星送入地球同步转移轨道。该卫星计划在地球同步轨道东经111.75度运行，以取代此前该位置的IRNSS-1E卫星。这是印度导航星座计划（NavIC）第二代5颗卫星中的第2颗，要为印度及周边地区提供定位、导航和授时服务。
然而，卫星未能启动发动机以抬升轨道，因此困在了转移轨道上，无法进入工作轨道执行任务。根据美国太空军太空轨道服务数据，该卫星仍在287至37252公里的转移轨道上，倾角为20.85度。
一个“最高委员会”调查后得出结论：命令阀门打开的信号未能送达，导致一个电爆阀没有按计划打开，进而造成氧化剂无法输送到卫星的升轨发动机。“最有可能的原因是，连接器的主电路和冗余电路中至少各有一个触点断开 了。”
ISRO没有就这一故障给出更多细节，但表示已进行了设计修改，“以提高火工品系统运行的冗余度和可靠性”。这些修改在去年11月发射的另一颗卫星CMS-03上成功进行了测试。
▲星箭组装中的 NVS-02导航卫星
（图源：ISRO）
很多卫星或运载火箭的灾难性故障，都可追溯到一个物理上很小但无处不在的部件——阀门。作为调节推进剂等依靠压力流动物质的部件，阀门在航天器结构中起着至关重要的作用。2019年SpaceX载人龙飞船在地面测试中爆炸，是因为阀门故障造成飞船推进剂泄漏。2024年美国航天机器人技术公司（Astrobotic）的游隼号（Peregrine）月球着陆器没能顺利奔月，也是因为阀门问题导致氧化剂贮箱最终破裂。
“可以有一千种方法让阀门不高兴。”从事推进系统研发的美国基准空间系统公司（Benchmark Space Systems）CTO杰克·特弗特（Jake Teufert）在2024年接受媒体采访时说。“一千种”可能说少了，任何问题都可能导致阀门错误关闭、进而带来泄漏。
用于航空航天系统的阀门必须以超高精度制造，尽可能轻，能够承受极端温度、极端振动环境和极端压力，并且达到超低泄漏要求——某些阀门的允许泄漏率相当于在200年里只能泄漏一克氦气。实际上，现实中的物理挑战很多。例如，有的燃料和氧化剂与某些阀门垫片聚合物不相容，化学不相容性可能导致腐蚀、开裂等问题。异物碎片也可能堵塞阀门，或者让其无法正常密封。
工程师们在地面上开展了很多测试，但地面测试毕竟无法完全匹配真实的飞行环境。那么，为什么不增加一个阀门，这样如果一个阀门无法打开还可用备份阀门呢？如果这样做，又可能冒出来在单个阀门上永远不会出现的全新故障模式。
“我们这个行业仍然处于手工制造硬件的阶段，阀门也如此。”特弗特认为，航天不是一个大众市场，航天器部组件尚未实现大规模生产，很多产品仍然是“老师傅”定制的，因此供应商的能力不一定随着时间的推移而稳定下来。
当然，行业在进步。面对商业航天的兴起，美国“隐形冠军”企业 Marotta 大力开发货架式产品，到2025年2月仅向火箭实验室公司（Rocket Lab）已交付5万个CoRe标准电磁阀。
▲标准 航天阀门（图源：Marotta ）
新闻综合自：
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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