航天飛機與吉他

當航天飛機從肯尼迪太空中心發射時，它的吼聲令人難以置信。即使在數英里外的觀眾也要緊緊抓住座椅位靠好身子。那種聲波幾乎可以穿透身體與搖動骨頭。

USATODAY網站報道，不久前，鄉村歌手克林特·布萊克在NASA（美國國家航空暨太空總署）網站上發了一項公布。根據布萊克的說法，最近一些衛星發射的事件讓他想到他自己。

“你知道嗎，我的吉他就像一個火箭一樣?！彼f。

這是演藝事業的夸大其詞嗎？不是。這是一項科學事實。布萊克的吉他就像一個火箭一樣?！八麄兌叨加泄舱?。”位于休斯頓航天總署（NASA）約翰遜太空中心（JSC）的航天工程師羅德尼·羅查解釋道?！爱斈隳闷鹨话鸭麜r，”布萊克示范說，“你首先會注意到它下半部的音箱。而這個共鳴作用的音箱，它的形狀是為了要配合吉他弦發出的聲音?！彼麚芘腅弦，發送出它獨特的“感人的”的E頻率。

“我們稱它為共鳴，任何一把很棒的吉他都需要有這樣一種主條件?！辈既R克說。

雖然共鳴對吉他也許很棒，但是“就宇宙飛船而言可能是災難性的，”羅查提醒道，“當航天飛機離地升空時，主引擎的吼叫聲大得可以讓靠近發射臺底座的人死去——不是被它底部的熱浪烤焦，而是被它引擎的聲音給殺死。這些引擎以無比巨大的力量在‘彈奏’著宇宙飛船。隆隆震耳的聲波貫穿著整艘宇宙飛船與負載物（航天飛機或衛星），不停地在找尋著、探測著、搖晃著。”

“我們不能讓這些聲音找到，并引爆出那些感人的共鳴”，羅查說，“否則，聲音會被放大，震動會增加，螺栓可能會被震得松脫，蓋子可能會被掀起，接合處也可能會松開?！鄙踔猎斐珊教祜w機升空爆炸的悲劇。

“它確實能讓你的任務搖搖晃晃，”布萊克笑著表示。

這些引擎并不是聲音的惟一來源。在火箭升空、穿過大氣層飛向太空途中，也會夾帶著巨大的撕裂聲。在空氣中快速前進，會引起強烈的氣動噪音，讓整艘宇宙飛船嘎嘎作響?！霸陂_車途中，你稍微搖下車窗，就可以聽到類似的氣動噪音?！绷_查說。

即使在太空中，這些噪音也不會停止。當宇宙飛船要接駁另外一艘宇宙飛船時，或者當它要點燃推進器離去時；每一次推進器的停止或點燃，都會讓它像是又被彈奏了一次。

羅查說，工程師的目標就是要確保這些震動在肇事之前就迅速衰減。用音樂家的語言來說，“火箭設計者必須避免‘余音繞梁’”。

當布萊克亂彈他的吉他時，聲音會持續一陣子。這歸功于吉他本身的構造，布萊克說：“注意一下，吉他是用質輕、柔軟的木頭做成的，這種材質就是容易震動。”

而火箭卻是由僵硬的、質量重的材料制成的，這樣就能減少共鳴與余音。但是，那不是宇宙飛船設計者惟一使用的技巧。有時他們還會修改火箭的形狀，增加支撐物，或填塞空隙。目的都是為了調降火箭自己造成的震動。

要調整火箭很不容易，因為它比吉他更復雜。

想想看，一把吉他由許多零件組成，包括弦栓、弦鈕、琴頸、移調夾、音箱的面板和側邊的六條弦。這六弦能發出六個基本的頻率：82赫茲，110赫茲，147赫茲，196赫茲，247赫茲，330赫茲；對應開放和弦符號是E2，A2，D3，G3，B3和E4。

然而，一個典型的火箭是由成千上萬個零件組成的。著名的航天飛機就有超過百萬個零部件。所有的這些零件一起振動會產生出各種頻率的聲波，從大象才聽得到的低音波，到類似用指甲尖劃過黑板的高頻尖銳刺耳聲都有。

但是，哪個頻率會造成最大的危害？哪個部位最容易受共振？你要如何去調整這個復雜的設備?

為了回答這些問題，美國航天總署的工程師已經替宇宙飛船研發出“聲音技術室”。在這些大房間里擺放著我們從火箭取得的部分，讓它們暴露在極大的噪音之下?！按_實夠大聲了。我們在JSC的某一個165分貝的喇叭就能夠制造出像航天飛機主引擎產生的那種噪音?！边@位工程師說。

通過觀察“受測物體”對聲音的回應，工程師能夠發現共鳴，并設法改善?！白畲嗳醯牧慵喟胧怯匈|輕、表面積大的特性——就像吉他那樣?！彼嵝颜f。

“聽覺測驗”是從40年前的“阿波羅”計劃以來火箭設計的一個例行項目。羅查說：“在那時，航天總署工程師就在一些特殊的實驗室里，利用極大的聲音來測試那次載運宇宙飛船火箭的某些部位，后來對航天飛機的測試也沿用相同的做法?！?/p>

目前，航天總署正準備建造一艘新的宇宙飛船，名為“航天員探測車”（CEV），準備再把航天員送上月球和登陸火星時使用它。“我確信CEV也將會進這種聲音測試室來測試?！绷_查說。

誰會曾經猜測到呢？“控制聲音的重要性，對火箭科學家和對音樂家都是一樣的。”布萊克一邊隨意撥弄著吉他，一邊這樣說。如果你仔細聆聽，你已在余音中聽到月球探測器的發射聲了。

對了，聲音在太空中到底是怎么一回事呢？以上說的都是指人類在太空中的飛行。宇宙飛船內有空氣，可以傳遞聲波，耳朵可以聽到對話聲。但是，機器人宇宙飛船內部沒有空氣，也沒有人的噪音，可是它會有震動和共振。它們也都像吉他。