Nové automatické vozidlo ESA, Jules Verne, nedávno strávilo 21 dní v komore, ktorá simulovala chlad, žiarenie a vákuum vesmíru. 20-tonová kozmická loď bude nakoniec pripojená k vrcholu rakety Ariane 5 v lete 2007 a odletená na Medzinárodnú vesmírnu stanicu. Nakoniec bude postavená celá flotila tejto kozmickej lode, ktorá presunie náhradný náklad na stanicu a potom bude slúžiť ako jednorázové nádoby na odpadky, ktoré spália v zemskej atmosfére.
Počas 21 dní v rade Jules Verne, prvé vozidlo s automatizovaným prevodom (ATV), prežil nielen tie najprísnejšie podmienky vesmírneho prostredia, ale úspešne testoval na zemi svoj letový softvér a hardvér v najťažších simulovaných podmienkach. vesmírneho vákua, mrazu a horúceho slnečného žiarenia.
Jules Verne ATV, najzložitejšia kozmická loď, ktorá sa kedy vyvinula v Európe, má uskutočniť svoj počiatočný let na vrchole Ariane 5 v lete 2007 s cieľom znovu dodať Medzinárodnú vesmírnu stanicu. Práve dokončila svoju najkomplexnejšiu testovaciu kampaň v testovacích zariadeniach ESA v ESTEC, v holandskom Noordwijku.
„Testovacia kampaň, ktorá sa začala 22. novembra, s rôznymi cyklami studenej a horúcej fázy, sa uskutočňovala podľa harmonogramu a„ správanie “tejto komplexnej vesmírnej lode bolo vo všeobecnosti v súlade s očakávaným pri reakcii na studenú a horúcu prostredie, “uviedol Bachisio Dore, manažér ESA ATV v spoločnosti Assembly Integration & Verification (AIV). „Úspešné dokončenie tejto testovacej kampane predstavuje hlavný míľnik programu ATV.“
Tepelná výzva
Najnáročnejším aspektom testu bolo, aby Jules Verne ATV udržiaval svoje teploty v prísnych medziach kompatibilných so všetkými tisíckami častí hardvéru, ktoré tvoria jeho sofistikované subsystémy. Špeciálny softvér a nová technológia umožňujú, aby ATV vyrovnávala teploty na vesmírnej lodi a umožnila hladký let v tme, horúcom slnečnom žiarení a vo vákuu orbitálneho prostredia.
"Je to ako vložiť počítačový počítač do mrazničky, potom ho vystaviť slnku v lete a znova ho mrazničke počas nepretržitého používania," vysvetlil jeden z 35 inžinierov spoločnosti Astrium a subdodávateľov, ktorí monitorujú kozmickú loď. 24 hodín denne, sedem dní v týždni.
Jules Verne nie je žiadny prenosný počítač - je to 20-tonová kozmická loď, veľkosť dvojposchodového autobusu s desiatkami výkonných počítačov a veľkým množstvom elektroniky. Jeho softvér s miliónom riadkov kódu z neho robí najväčší a najkomplikovanejší v Európe.
625 vstavaných tepelných senzorov a ďalších 250 ďalších senzorov, ktoré boli špeciálne pridané do testov Jules Verne a okolo nich, starostlivo monitorovali, či teploty nepretržite zostávajú v rámci svojich prijateľných limitov.
Zároveň sa v obrovskej komore Veľkého vesmírneho simulátora (LSS) s objemom 2 300 m³ reprodukovali podmienky prostredia na obežnej dráhe a tepelné cykly. Dosiahla sa typická hladina vákua milióntina milimetra, teplota vonkajšej komory sa znížila na mínus 30 ° C alebo mínus 80 ° C podľa skúšobného cyklu; a na krátky čas bol aktivovaný simulátor Slnka, ktorý poskytoval horizontálny slnečný lúč s priemerom 6 metrov, aby vyžaroval silný tok 1400 Wattov na meter štvorcový na oslnivej bielej vrstve chrániacej Jules Verne.
Najmodernejšie tepelné rúrky
ATV pozostáva z dvoch hlavných modulov s vlastnými požiadavkami na teplotu. Integrovaný nákladný dopravník pod tlakom so svojím priestorom 48 m³ určeným na prepravu celého opätovne dodávaného nákladu na stanicu (s maximálnou hmotnosťou 7 667 kg). Tento modul, ktorý sa pripája k ISS, musí zostať medzi 20 ° C a 30 ° C medzi vypustením a dokovaním a počas pripojenej fázy s ISS, najmä keď sa pohonná látka na palivo doplní na stanicu.
Beztlakový avionický / propulzný modul, ktorý obsahuje raketové motory, elektrickú energiu, elektroniku, počítače, komunikáciu a avioniku, musí zostať medzi 0 ° C a 40 ° C.
Avionická zátoka, ktorá je mozgom ATV, produkuje svoje vlastné teplo z veľkého množstva elektronických zariadení a súčasne riadi veľmi sofistikovaný systém na kontrolu prehrievania. „Vďaka 40 najmodernejším tepelným rúrkam s premenlivou vodivosťou umiestneným v oblasti avioniky je ATV schopné odvádzať teplo a uvoľňovať energiu priamo do vesmíru alebo inak zahrievať ďalšie časti vo veľmi ekonomickej situácii. fashion. Táto nová technológia znamená, že sa môžeme zbaviť o 50% viac energie pre celú vesmírnu loď a stále udržiavať správne prostredie s vnútornou teplotou, “vysvetľuje Patrick Oger, tepelný inžinier spoločnosti Astrium.
Ďalším cieľom testu bolo monitorovať odplyňovanie ATV, spôsobené niektorými materiálmi kozmickej lode, ktoré za vákua uvoľňujú niektoré vnútorné plyny, ktoré sa vo vnútri zvyčajne zachytávajú. Vzorky plynu ATV boli odobraté počas testov vo vákuovej komore a budú ďalej analyzované. Leteckí inžinieri chcú mať istotu, že plyny ATV nekontaminujú kritické mechanizmy kozmickej lode, ako sú tie, ktoré otáčajú solárne panely smerom k Slnku. Ich rotácia pri rôznych teplotách fungovala správne, aj keď štyri solárne panely neboli na test namontované na ATV.
Tisíc testovacích sekvencií
Hlavným cieľom testu bolo overiť, či v prostredí tepelného vákua všetky hardvérové položky správne spolupracujú. Na dosiahnutie tohto cieľa v prípade zložitých kozmických lodí, ako sú ATV, sa vyžadoval vývoj, ladenie a validácia technikov spoločnosti Astrium približne tisíc testovacích postupov a automatizovaných testovacích sekvencií.
Napríklad počas testu aktivizovali inžinieri ATV niektoré z pohyblivých častí vesmírnej lode. Akonáhle bol vydaný príkaz na rozšírenie alebo zasunutie sondy dokovacieho systému, boli schopní vidieť, ako sa pohybuje pomaly, zatiaľ čo sa pozerali cez malé okná LSS blízko vrchu vesmírnej lode.
V posledných dňoch testovania sa vykonalo niekoľko simulovaných spustení 32 hnacích motorov s héliovým plynom, aby sa overila správna interakcia medzi subsystémami pohon a avionika. Okrem toho všetok hardvér, ktorý ATV potreboval na vykonávanie núdzových manévrov, aby sa predišlo kolízii s ISS, bol počas tepelných testov testovaný simuláciou výkonu štyroch takýchto manévrov.
„Vďaka týmto rozsiahlym testom bolo možné overiť celý ATV, teda všetok hardvér, zatiaľ čo reagoval na drsné orbitálne podmienky. Zároveň sme mohli skontrolovať úplný výkon hardvéru a softvéru potrebného na reguláciu výkonu a teploty v podmienkach blízkych vesmíru, “hovorí Marc Chevalier, manažér ATV Astrium v teste integrácie integrácie (AIT). „Tento úspešný test nám tiež ukáže niektoré menšie vylepšenia softvérových postupov, ktoré by bolo dobré implementovať.“
V nasledujúcich týždňoch sa dôkladne analyzuje približne 50 gigabitov testovacích údajov uložených počas 270 hodín funkčného testovania vykonaného počas tepelného testu, ktoré boli archivované, aby sa zabezpečilo úplné porozumenie drobných anomálií alebo chýb.
Pôvodný zdroj: ESA News Release
