Новият автоматизиран трансферен автомобил на ESA, Жул Верн, наскоро прекара 21 дни в камера, симулираща студа, радиацията и вакуума на космоса. 20-тонен космически кораб в крайна сметка ще бъде прикрепен към върха на ракета Ariane 5 през лятото на 2007 г. и ще лети до Международната космическа станция. Цял флот от тези космически кораби в крайна сметка ще бъде изграден, прехвърляйки заместващ товар до гарата и след това ще служи като контейнери за боклук за еднократна употреба, изгаряйки в земната атмосфера.
21 дни подред, Жул Верн, първият автомобил за автоматичен трансфер (ATV), не само е оцелял в най-строгите условия на космическата среда, но успешно е тествал на земята своя полетен софтуер и хардуер при най-трудните симулирани условия. космически вакуум, температури на замръзване и изгаряне на слънчева радиация.
Jules Verne ATV, най-сложният космически кораб, разработван някога в Европа, през лятото на 2007 г. трябва да направи първия си полет на Ariane 5, за да достави отново Международната космическа станция. Току-що завърши най-изчерпателната си тестова кампания в тестовите съоръжения на ESA в ESTEC, в Нордвейк, Холандия.
„Започната на 22 ноември, тестовата кампания, с различни цикли на студени и горещи фази, се провежда според графика и„ поведението “на този сложен космически кораб обикновено е в съответствие с очакваното, когато реагира на студено и горещо околната среда “, каза Бачисио Доре, ръководител на ESA ATV за интеграция и проверка на сглобяването (AIV). „Успешното приключване на тази тестова кампания представлява основен момент за програмата ATV.“
Термично предизвикателство
Най-предизвикателният аспект на теста е Juv Verne ATV да поддържа температурите си в строги граници, съвместими с всички хиляди части хардуер, съставляващи сложните му подсистеми. Специфичният софтуер и нова технология позволяват на ATV да балансира температурите на космическия кораб и му позволява да лети безпроблемно в замръзващата тъмнина, изгарящото слънчево лъчение и във вакуума на орбиталната среда.
„Това е като да поставите лаптопа на компютъра си във фризера, след това да го изложите на Слънцето през летните горещини и отново да се върнете към фризера, докато непрекъснато го използвате“, обясни един от 35-те инженери на Astrium и подизпълнители, които наблюдават космическия кораб денонощно, седем дни в седмицата.
Жул Верн не е лаптоп - това е 20-тонен космически кораб, с размерите на двуетажна автобус, с десетки мощни компютри и голямо количество електроника. Софтуерът му от един милион реда код го прави най-големият и най-сложен, разработен някога в Европа.
Вградените термични сензори 625 и още 250 допълнителни сензора, специално добавени вътре и около Jules Verne за теста, внимателно следят дали температурите остават в приемливите си граници денонощно.
В същото време във огромната камера от 2 300 м³ голям космически симулатор (LSS) са възпроизведени условия в орбита в околната среда и термични цикли. Постигнато е типично ниво на вакуум от една милионна част от милибара, температурата на външната камера е понижена до минус 30 ° C или минус 80 ° C в съответствие с тестовия цикъл; и за кратки периоди, симулаторът на Слънцето се активира, осигурявайки хоризонтален слънчев лъч с диаметър 6 метра, за да излъчва мощен поток от 1400 вата на квадратен метър върху ослепително белия слой, защитаващ Жул Верн.
Съвременни топлинни тръби
ATV се състои от два основни модула със собствени температурни изисквания. Интегрираният товарен превозвач под налягане, с 48m³ отделение, предназначен за превоз на целия товар за повторна доставка до гарата (с максимална маса от 7 667 кг). Този модул, който се свързва към МКС, трябва да остане между 20 ° C и 30 ° C между изстрелването и докирането и по време на прикачената фаза с МКС, особено когато презареждащото гориво се прехвърля в гарата.
Модулът за авионика / задвижване без налягане, който включва ракетни двигатели, електрическа енергия, електроника, компютри, комуникации и авионика, трябва да остане между 0 ° C и 40 ° C.
Заливът на авиониката, който е мозъкът на ATV, произвежда собствена топлина от големия брой електронно оборудване и в същото време управлява много сложна система за контрол на прегряването. „Благодарение на 40 най-модерни топлинни тръби с променлива проводимост, разположени в залива на авиониката, ATV е в състояние да отнеме топлината и да освободи енергията директно в космоса или, в противен случай, да загрее други части в много икономичен план мода. Тази нова технология означава, че можем да се отървем от 50% повече енергия за целия космически кораб и все пак да поддържаме правилната вътрешна температура ”, обяснява Патрик Огер, термичен инженер Astrium.
Друга цел на теста беше да се наблюдава излишъкът на ATV, причинен от някои материали от космическия кораб, които при вакуумни условия освобождават някои вътрешни газове, които обикновено са хванати в тях. Пробите от ATV газ бяха събрани по време на тестовете във вакуумната камера и ще бъдат анализирани по-късно. Аерокосмическите инженери искат да бъдат сигурни, че ATV газовете не замърсяват критичните механизми на космическия кораб, като тези, които въртят слънчевите панели към Слънцето. Тяхното въртене при различни температури се извършваше правилно, въпреки че четирите слънчеви панела не бяха монтирани на ATV за теста.
Хиляда тестови последователности
Основната цел на теста беше да се провери дали в условията на термичен вакуум всички хардуерни елементи работят заедно правилно. За да се постигне тази цел за сложен космически кораб като ATV, бяха необходими разработка, настройка и утвърждаване от инженерите на Astrium на около хиляда тестови процедури и автоматизирани тестови последователности.
Например по време на теста инженерите на ATV също активираха някои от подвижните части на космическия кораб. Веднага след като бе дадена заповед за разширяване или прибиране на сондата на докинг системата, те успяха да я видят да се движи бавно, докато гледаха през малките LSS прозорци в горната част на космическия кораб.
В последните дни на тестване бяха извършени няколко симулирани изстрела на 32-те двигателни двигатели с хелиев газ, за да се провери правилното взаимодействие между задвижващата и авионика подсистемата. Освен това целият хардуер, необходим на ATV за извършване на аварийни маневри, за да се избегне сблъсък с МКС, е тестван по време на термичните тестове, като симулира изпълнението на четири такива маневри.
„Благодарение на тези обширни тестове беше възможно да се валидира целия ATV, тоест целият хардуер, докато реагираше на суровите орбитални условия. В същото време бихме могли да проверим пълната работа на хардуера и софтуера, необходими за захранване и термичен контрол при близки до пространството условия “, казва Марк Шевалие, мениджърът на ATV Astrium на Теста за интеграция на интеграцията (AIT). „Този успешен тест ще ни покаже и някои незначителни подобрения в софтуерните процедури, които би било добре да се приложат.“
В следващите седмици около 50 гигабайта тестови данни, съхранявани по време на 270 часа функционално тестване, извършени по време на термичния тест, които са архивирани, ще бъдат внимателно анализирани, за да се гарантира, че всички незначителни аномалии или грешки са напълно разбрани.
Оригинален източник: ESA News Release
