什么原因?qū)е?strong>發(fā)射機(jī)晚上失效，第二天又正常工作？

在我居住的阿拉斯加費(fèi)班克市（Fairbanks，Alaska）擁有相當(dāng)極端的氣候。夏天的氣溫約有90℉（約32℃），冬天則可能冷達(dá)零下64度（約-53℃）。阿拉斯加極端的氣候與環(huán)境造就了極其獨(dú)特的工程挑戰(zhàn)，以及專業(yè)的工程師。除了通過(guò)PE測(cè)驗(yàn)以外，他們還必須研讀一些有關(guān)極地工程的研究所課程，或者撰寫(xiě)一些有關(guān)極地工程學(xué)的論文。

1974年，我才剛從阿拉斯加大學(xué)的電子工程學(xué)系畢業(yè)，隨即加入一項(xiàng)美國(guó)太空總署（NASA）的ATS-6實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星計(jì)劃工作。該計(jì)劃還包括將各種醫(yī)療保健、教育與新聞等電視節(jié)目透過(guò)衛(wèi)星播送到整個(gè)阿拉斯加的大小鄉(xiāng)鎮(zhèn)中。我們?cè)?970年代時(shí)所用的標(biāo)準(zhǔn)電視攝影棚就位于阿拉斯加大學(xué)費(fèi)班克分校的一棟建筑物地下室中，并在建筑物上架設(shè)10英呎的S-頻碟型天線進(jìn)行傳送與接收，遠(yuǎn)遠(yuǎn)看過(guò)去它就像是另一棟更高建筑物上長(zhǎng)出的米老鼠耳朵。

每周二晚上，我們從費(fèi)班克市接收有關(guān)阿拉斯加當(dāng)?shù)匦侣劦入娨暪?jié)目。有一晚，我們一如往常地啟動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)以便接收電視節(jié)目，但卻……什么也沒(méi)出現(xiàn)！難道是天線的接收機(jī)或發(fā)射機(jī)出了問(wèn)題？我們將音訊連接到另一個(gè)衛(wèi)星后，作業(yè)人員們又問(wèn)我們看見(jiàn)訊號(hào)出現(xiàn)了嗎？－答案當(dāng)然是否定的。

這種天線雖然能因應(yīng)軌道變化進(jìn)行調(diào)整補(bǔ)償，但當(dāng)時(shí)我們通過(guò)遠(yuǎn)端控制來(lái)調(diào)整卻一點(diǎn)兒也沒(méi)反應(yīng)。由于那是一個(gè)十分寒冷的夜晚，所以我們直覺(jué)認(rèn)為可能是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方面出了問(wèn)題──馬達(dá)所用的潤(rùn)滑油在零下40時(shí)就會(huì)開(kāi)始硬化。于是我和另一位工程師直奔天線端查看是否如同我們料想的一樣，那么也許就可以手動(dòng)來(lái)調(diào)整天線。在費(fèi)班克市，每當(dāng)寒冷的冬天來(lái)臨時(shí)，連空氣都會(huì)結(jié)凍，但那一晚卻吹著凜冽的寒風(fēng)，使得溫度也持續(xù)變化。當(dāng)我們走出來(lái)到屋頂上時(shí)，一陣強(qiáng)風(fēng)吹落了我朋友的眼鏡──但這位勇敢的阿拉斯加人仍堅(jiān)持自己沒(méi)事，于是我們繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。（所幸后來(lái)經(jīng)過(guò)檢查，他真的還好。）

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由于馬達(dá)仍正常運(yùn)轉(zhuǎn)，表示這部份并非問(wèn)題所在。后來(lái)我們又檢查了室外發(fā)射機(jī)部份，發(fā)現(xiàn)它看起來(lái)的確是故障了。其中一個(gè)散熱片摸起來(lái)就像周邊其它的金屬一般的冷。我當(dāng)時(shí)以為這個(gè)發(fā)射機(jī)已經(jīng)故障，因此在它進(jìn)行修復(fù)或更換以前，電視節(jié)目也只好停播了。那天晚上還有許多的節(jié)目都無(wú)法播送了。

 

到了第二天，我們卻找不到任何問(wèn)題。然而我們都能順利地操作這套系統(tǒng)并正常播送電視節(jié)目。我們頓時(shí)明白這是由于夜晚極端寒冷，而使得發(fā)射機(jī)停止運(yùn)作。我們只得把這臺(tái)發(fā)射機(jī)送回廠檢修一番。由于發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)者已預(yù)期到可能用于天寒地凍的環(huán)境，因而已為其增加了加熱器，使晶體管維持在可正常運(yùn)作的溫度。

 

然而，天氣會(huì)變得那么冷則是他們始料未及的。當(dāng)然，在正常運(yùn)作下，功率晶體管連接至散熱片以利散熱。但熱源部份則僅來(lái)自同一散熱片緊密連接的電阻器，并由溫度傳感器加以控制。當(dāng)寒風(fēng)吹去散熱片上的熱能比起電阻器增加熱能的速度更快時(shí)，便導(dǎo)致晶體管停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

 

我們必須盡快解決這個(gè)問(wèn)題。由于當(dāng)時(shí)所進(jìn)行的一年期計(jì)劃剛好過(guò)了一半，而這種系統(tǒng)在制造上似乎短時(shí)間內(nèi)也不至于發(fā)生什么改變。因此，我的解決之道是打造出一個(gè)絕緣盒來(lái)覆蓋發(fā)射機(jī)，為其在寒冷的極地氣候下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)帶來(lái)一點(diǎn)小小助益。之后，那年冬天我們沒(méi)再遇過(guò)任何問(wèn)題。等到氣溫高于-20℉（-28℃）時(shí)，我只需移除這個(gè)絕緣盒即可。

 

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作者：tee