Жюль Верн, новый автоматический транспортный автомобиль ЕКА, недавно провел 21 день в камере, имитирующей холод, радиацию и вакуум в космосе. 20-тонный космический корабль будет в конечном итоге присоединен к вершине ракеты Ariane 5 летом 2007 года и доставлен на Международную космическую станцию. В конечном итоге будет построен целый парк этих космических кораблей, который будет переправлять на станцию запасные грузы, а затем служить в качестве одноразовых мусорных баков, сгорая в атмосфере Земли.
В течение 21 дня подряд Жюль Верн, первое транспортное средство с автоматической передачей (ATV), не только выдержал самые жесткие условия космической среды, но и успешно проверил на земле свое летное программное и аппаратное обеспечение в самых сложных условиях моделирования. космического вакуума, низких температур и солнечного излучения.
ATV Jules Verne, самый сложный космический корабль, когда-либо разработанный в Европе, должен совершить свой первый полет на Ariane 5 летом 2007 года, чтобы пополнить запасы Международной космической станции. Он только что завершил свою самую исчерпывающую тестовую кампанию на испытательных центрах ЕКА в ESTEC, в Нордвейке, Нидерланды.
«Начатая 22 ноября, тестовая кампания с различными циклами холодной и горячей фаз была проведена в соответствии с графиком, и« поведение »этого сложного космического корабля в целом соответствовало ожидаемому при реагировании на холодную и горячую окружающая среда », - сказал Бачицио Дор, менеджер ESA ATV по интеграции и проверке сборки (AIV). «Успешное завершение этой тестовой кампании является важной вехой для программы ATV».
Тепловой вызов
Самым сложным аспектом испытания было то, что ATV Жюля Верна поддерживает температуру в строгих пределах, совместимую со всеми тысячами частей аппаратного обеспечения, составляющих его сложные подсистемы. Специальное программное обеспечение и новые технологии позволяют ATV сбалансировать температуру на космическом корабле и позволяют ему плавно летать в морозной темноте, палящем солнечном излучении и в вакууме орбитальной среды.
«Это все равно, что положить свой ноутбук в морозильник, затем выставить его на солнце в летнюю жару и обратно в морозильник, пока вы постоянно его используете», - объяснил один из 35 инженеров Astrium и субподрядчиков, которые следят за космическим кораблем. круглосуточно, без выходных.
Жюль Верн не ноутбук - это 20-тонный космический корабль, размером с двухэтажный автобус, с десятками мощных компьютеров и большим количеством электроники. Его программное обеспечение, состоящее из миллиона строк кода, делает его самым большим и самым сложным из когда-либо разработанных в Европе.
625 встроенных термодатчиков и еще 250 дополнительных датчиков, специально добавленных внутри и вокруг Жюля Верна для теста, тщательно следили за тем, чтобы температура оставалась в допустимых пределах круглосуточно.
В то же время в огромной камере объемом 2 300 м³ для большого космического симулятора (LSS) воспроизводятся условия окружающей среды на орбите и тепловые циклы. Был достигнут типичный уровень вакуума в одну миллионную миллибар, температура внешней камеры была понижена до минус 30 ° С или минус 80 ° С в соответствии с циклом испытаний; и на короткие периоды был активирован имитатор Солнца, обеспечивающий горизонтальный солнечный луч диаметром 6 метров, чтобы излучать мощный поток 1400 Вт на квадратный метр на ослепительно белом слое, защищающем Жюля Верна.
Современные тепловые трубы
Квадроцикл состоит из двух основных модулей со своими требованиями к температуре. Интегрированный грузовой транспортер под давлением с отделением 48 м³, предназначенным для перевозки всего перезаправляемого груза на станцию (с максимальной массой 7 667 кг). Этот модуль, который стыкуется с МКС, должен находиться между 20 ° С и 30 ° С между запуском и стыковкой, а также во время присоединенной фазы с МКС, особенно при заправке топлива для заправки топливом на станцию.
Не находящийся под давлением модуль авионики / силовой установки, который включает в себя ракетные двигатели, электроэнергию, электронику, компьютеры, средства связи и авионику, должен оставаться при температуре от 0 ° C до 40 ° C.
Отсек авионики, который является мозгом ATV, вырабатывает тепло от большого количества электронного оборудования и в то же время управляет очень сложной системой для контроля перегрева. «Благодаря 40 ультрасовременным тепловым трубкам с переменной проводимостью, расположенным в отсеке авионики, ATV способен отводить тепло и выделять энергию непосредственно в космос или, в противном случае, нагревать другие части в очень экономичном мода. Эта новая технология означает, что мы можем избавить на 50% больше энергии для всего космического корабля и при этом поддерживать правильную внутреннюю температуру окружающей среды », - объясняет Патрик Огер, инженер-термист из Astrium.
Еще одна цель испытания состояла в том, чтобы контролировать выделение газа ATV, вызванное некоторыми материалами космического корабля, которые в условиях вакуума выделяют некоторые внутренние газы, которые обычно задерживаются внутри них. Образцы газа ATV были собраны во время испытаний в вакуумной камере и будут позже проанализированы. Аэрокосмические инженеры хотят быть уверены, что газы ATV не загрязняют критические механизмы космического корабля, такие как те, которые вращают солнечные панели к Солнцу. Их вращение при разных температурах выполнялось должным образом, хотя четыре солнечные панели не были установлены на квадроцикле для теста.
Тысяча тестовых последовательностей
Основная цель теста состояла в том, чтобы убедиться, что в условиях термовакуума все элементы оборудования работают вместе должным образом. Для достижения этой цели для такого сложного космического корабля, как ATV, потребовалась разработка, настройка и проверка инженерами Astrium около тысячи процедур испытаний и автоматизированных последовательностей испытаний.
Например, во время теста инженеры ATV также активировали некоторые движущиеся части космического корабля. Как только был отдан приказ продлить или убрать зонд системы стыковки, они смогли увидеть, как она движется медленно, глядя через небольшие окна LSS в верхней части космического корабля.
В последние дни испытаний было выполнено несколько смоделированных зажиганий 32 двигателей двигателя с использованием гелиевого газа, чтобы проверить правильное взаимодействие между двигательной и авиационной подсистемами. Кроме того, все аппаратное обеспечение, необходимое ATV для выполнения аварийных маневров во избежание столкновения с МКС, было проверено в ходе тепловых испытаний путем моделирования характеристик четырех таких маневров.
«Благодаря этим обширным испытаниям стало возможным проверить весь ATV, то есть все оборудование, пока оно реагировало на суровые условия на орбите. В то же время мы можем проверить полную производительность аппаратного и программного обеспечения, необходимого для управления питанием и температурой в условиях, близких к космическому пространству », - говорит Марк Шевалье, менеджер Astrium ATV в тесте интеграции сборки (AIT). «Этот успешный тест также покажет нам некоторые незначительные улучшения в процедурах программного обеспечения, которые было бы хорошо реализовать».
В ближайшие недели около 50 гигабайт тестовых данных, сохраненных в течение 270 часов функционального тестирования, выполненного во время термического теста, которые были заархивированы, будут тщательно проанализированы, чтобы убедиться, что любые незначительные аномалии или ошибки полностью поняты.
Источник: ESA News Release
