经验教训：NASA 的基本电气工程错误

美国宇航局最近在国际空间站上的失误是由于一个基本的工程错误。

基本的工程错误不是留给学生的。世界上一些最有成就的电气工程师为 NASA 工作——有时他们会犯一些简单的错误。以下是 NASA 的经验教训计划中的三个故事。

学习如何组装基本的电子电路是每个新兴电气工程师都会学习的内容。最难理解的一些概念包括组件极性、审查测试程序和防止静电放电。在电气工程师的学术生涯中，至少会发生一次错误——至少一次——在项目板上组装测试电路时，其中一个核心课程会发生错误。

至少我们相处得很好。美国国家航空航天局在他们所谓的“经验教训计划”中保留了一个在线存储库。所有人都可以看到，那里有一系列条目，详细说明了由反向电容器和静电放电等错误引起的问题。这些微不足道的问题可能会导致灾难性的失败，从而导致损失巨额资金并破坏紧张的日程安排。

以下是 NASA 的经验教训文件中的一些电气工程事故。

CALIPSO雪崩光电二极管探测器组件上的反向电容器极性

云气溶胶激光雷达和红外探路卫星观测 (CALIPSO) 卫星是 NASA 和 CNES（法国国家航天局）的联合项目。它具备测量和收集地球气候数据的能力。特别是，CALIPSO 监测大气中的云和气溶胶，帮助科学家确定它们在地球天气和气候的整体调节中所起的作用。

NASA 的经验教训存储库中的此条目来自 2006 年 7 月 30 日。在热/真空测试期间，像反向电容器这样简单的事情导致 CALIPSO 的雪崩光电二极管探测器组件出现故障。该错误可追溯到设计图纸，该图纸表明钽电容器的极性错误。

钽电容器是一种电解电容器，它取决于极性以获得适当的性能。图片由 caperguide.com提供。

该错误导致了有效载荷的拆卸、APD 探测器的拆除以及因解体而造成的一些损坏的修复。当有效载荷重新集成和校准时，一些资格测试被跳过，以帮助最大限度地减少对进度和成本的影响。

在经验教训笔记中，建议仅在某些情况下使用极化电容器，因为当反向偏置不正确时，组件的寿命会缩短。应将所有具有极性的组件编入目录，以帮助进行质量保证跟踪和检查。

Magellan 电源控制单元上的反向电压极性

麦哲伦宇宙飞船于 1989 年由美国宇航局****，作为探测金星表面并测量其引力场的探测器。

在航天器完成之前，美国宇航局的经验教训档案中的一个条目详细介绍了一名工程师在下班后在没有适当测试协议的情况下对麦哲伦动力控制单元进行测试。如果没有质量保证概述或测试程序，就会出现错误并在设备上施加反向电压。

麦哲伦的部署。图片由美国国家航空航天局提供。

电源控制单元是许多航天器系统中的关键部件，错误导致保险丝熔断和电路损坏。最终，维修工作对航天器的****时间表没有任何影响。

在经验教训笔记中，有一条评论指出，在所有飞行硬件的测试过程中，应有足够的人员在场，并概述适当的测试程序和质量保证概述。

静电放电：对硬件的威胁

在 NASA 的“经验教训”档案中的这个条目中，提出了一般性建议，即在 NASA 的“设计和测试可靠性首选实践”文档中考虑静电放电对硬件造成的威胁和减轻损害。该条目列出了未能防止 ESD 导致或可能导致硬件损坏的各种示例。

在一个案例中，一条被拖过地板的接地带与电源插座接触，在火星探测车测试期间产生火花并熔化接地带和电源连接器。教训是要求供应商使用正确的 ESD 处理程序。

静电放电损害放大。图片由喷气推进实验室提供。

在另一个条目中，ESD 被确定为分立电容器积聚残余电荷的原因。这导致集成电路损坏，并最终导致故障。建议学习的经验是，测试程序应包括检查组件的剩余电荷和从存储到安装的短路电容器，以帮助缓解此问题。

所以，你看，新秀失误并不仅仅留给新秀。有时，基本的教训会从裂缝中溜走并造成大问题。