Nové vozidlo ESA pro automatizovaný přenos, Jules Verne, nedávno strávilo 21 dní v komoře, která simulovala chlad, záření a vakuum vesmíru. 20tunová kosmická loď bude nakonec v létě 2007 připevněna k vrcholu rakety Ariane 5 a odletěna na Mezinárodní kosmickou stanici. Celá flotila těchto kosmických lodí bude nakonec postavena, převede náhradní náklad na stanici a poté bude sloužit jako jednorázové nádoby na odpadky, které shoří v zemské atmosféře.
Po 21 dní v řadě Jules Verne, první vozidlo s automatizovaným převodem (ATV), přežil nejpřísnější podmínky vesmírného prostředí, ale úspěšně otestoval svůj letový software a hardware v nejtěžších simulovaných podmínkách. vesmírného vakua, mrazivých teplot a pálení slunečního záření.
Jules Verne ATV, nejsložitější kosmická loď, která se kdy vyvinula v Evropě, má zahájit svůj první let na vrcholu Ariane 5 v létě 2007, aby znovu dodal Mezinárodní vesmírnou stanici. Právě dokončila nejkomplexnější testovací kampaň ve zkušebních zařízeních ESA v ESTECu v nizozemském Noordwijku.
„Testovací kampaň, která byla zahájena 22. listopadu, s různými cykly studené a horké fáze, proběhla podle harmonogramu a„ chování “této komplexní kosmické lodi bylo obecně v souladu s očekávaným, když reagovala na studenou a horkou prostředí, “řekl Bachisio Dore, správce ESA ATV společnosti Assembly Integration & Verification (AIV). "Úspěšné dokončení této testovací kampaně představuje hlavní mezník pro program ATV."
Tepelná výzva
Nejnáročnějším aspektem testu bylo, aby Jules Verne ATV udržoval své teploty v přísných mezích kompatibilních se všemi tisíci částmi hardwaru, které tvoří jeho sofistikované subsystémy. Specifický software a nová technologie umožňují ATV vyrovnat teploty na vesmírné lodi a umožnit jí hladce létat v mrznoucí tmě, pálení slunečního záření a ve vakuu orbitálního prostředí.
"Je to jako dát svůj počítačový notebook do mrazničky, pak jej vystavit slunci v letním vedru a znovu mrazničce, když jej neustále používáte," vysvětlil jeden z 35 inženýrů Astrium a subdodavatelů, kteří sledují kosmickou loď 24 hodin denně, sedm dní v týdnu.
Jules Verne není notebook - je to 20tunová kosmická loď, velikost dvoupatrového autobusu, s desítkami výkonných počítačů a velkým množstvím elektroniky. Díky jednomu milionu řádků kódu je tento software největším a nejkomplikovanějším v Evropě.
625 vestavěných teplotních senzorů a dalších 250 dalších senzorů, přidaných zejména uvnitř a kolem Jules Verne pro test, pečlivě monitorují, že teploty zůstávají v rámci přijatelných mezních hodnot nepřetržitě.
Současně se uvnitř obrovské komory o velikosti 2 300 m³ velkého kosmického simulátoru (LSS) reprodukovaly okolní podmínky na oběžné dráze a tepelné cykly. Bylo dosaženo typické úrovně vakua 1 miliontina milibaru, teplota vnější komory byla podle zkušebního cyklu snížena na -30 ° C nebo -80 ° C; a na krátkou dobu byl aktivován sluneční simulátor poskytující horizontální sluneční paprsek o průměru 6 metrů, aby vyzařoval silný tok 1400 Wattů na metr čtvereční na oslnivou bílou vrstvu chránící Jules Verne.
Nejmodernější tepelné potrubí
ATV se skládá ze dvou hlavních modulů s vlastními požadavky na teplotu. Tlakový integrovaný nákladní vůz s prostorem 48 m3 vyhrazeným pro přepravu veškerého doplňkového nákladu na stanici (s maximální hmotností 7 667 kg). Tento modul, který ukotvuje ISS, musí zůstat mezi 20 ° C a 30 ° C mezi vypuštěním a dokováním a během připojené fáze s ISS, zejména když je pohonná hmota přemístěna do stanice.
Beztlakový avionický / pohonný modul, který zahrnuje raketové motory, elektrickou energii, elektroniku, počítače, komunikaci a avioniku, musí zůstat mezi 0 ° C a 40 ° C.
Avionická zátoka, která je mozkem ATV, produkuje vlastní teplo z velkého počtu elektronických zařízení a současně řídí velmi sofistikovaný systém pro kontrolu přehřátí. „Díky 40 nejmodernějším tepelným trubkám s proměnlivou vodivostí umístěným v avionické zátoce je ATV schopen odvádět teplo a uvolňovat energii přímo do vesmíru nebo jinak zahřívat další části ve velmi ekonomické móda. Tato nová technologie znamená, že se můžeme zbavit o 50% více energie pro celou vesmírnou loď a stále udržovat správné prostředí s vnitřní teplotou, “vysvětluje Patrick Oger, tepelný inženýr Astrium.
Dalším cílem testu bylo sledovat odplyňování ATV, způsobené některými materiály kosmické lodi, které za vakua uvolňují některé vnitřní plyny, které jsou obvykle uvnitř nich zachyceny. Vzorky plynu ATV byly shromážděny během zkoušek ve vakuové komoře a budou později analyzovány. Letečtí inženýři chtějí mít jistotu, že ATV plyny neznečišťují kritické mechanismy kosmické lodi, jako jsou ty, které rotují solární panely směrem ke Slunci. Jejich rotace při různých teplotách probíhala správně, i když čtyři solární panely nebyly pro test namontovány na ATV.
Tisíc testovacích sekvencí
Hlavním cílem testu bylo ověřit, že v prostředí tepelného vakua všechny hardwarové položky správně spolupracují. K dosažení tohoto cíle u složitých kosmických lodí, jako je ATV, byl vyžadován vývoj, vyladění a validace techniků Astrium přibližně tisíc testovacích postupů a automatizovaných testovacích sekvencí.
Například, během testu, ATV inženýři také aktivovali některé pohyblivé části kosmické lodi. Jakmile byl rozkaz rozšířit nebo zasunout sondu dokovacího systému, byli schopni vidět, jak se pomalu pohybuje, zatímco se dívali malými okny LSS blízko vrcholu kosmické lodi.
V posledních dnech testování bylo provedeno několik simulovaných střel z 32 motorových pohonných jednotek s heliovým plynem, aby se ověřila správná interakce mezi subsystémem pohon a avionika. Navíc byl veškerý hardware, který ATV potřeboval k provádění nouzových manévrů, aby se zabránilo kolizi s ISS, testován během tepelných testů simulací výkonu čtyř takových manévrů.
„Díky těmto rozsáhlým testům bylo možné ověřit celý ATV, tedy veškerý hardware, zatímco reagoval na drsné orbitální podmínky. Zároveň jsme mohli zkontrolovat kompletní výkon hardwaru a softwaru potřebného pro regulaci výkonu a teploty za podmínek blízkých vesmíru, “říká Marc Chevalier, správce ATV Astrium v testu integrační montáže (AIT). "Tento úspěšný test nám také ukáže drobná vylepšení v softwarových postupech, které by bylo dobré implementovat."
V nadcházejících týdnech bude pečlivě analyzováno asi 50 g testovacích dat uložených během 270 hodin funkčního testování prováděného během tepelného testu, které byly archivovány, aby bylo jisté, že všechny drobné anomálie nebo chyby jsou plně pochopeny.
Původní zdroj: ESA News Release
