ESAs nye Automated Transfer Vehicle, Jules Verne, har nylig tilbrakt 21 dager i et kammer som simulerte kulden, strålingen og vakuumet i rommet. 20-tonns romfartøy vil til slutt bli festet til toppen av en Ariane 5-rakett sommeren 2007, og flydd til den internasjonale romstasjonen. En hel flåte av dette romfartøyet vil etter hvert bli bygget, og overføre erstatningslaster til stasjonen og deretter tjene som engangs søppelkasser, og brenne opp i jordens atmosfære.
I 21 dager på rad har Jules Verne, den første Automated Transfer Vehicle (ATV), ikke bare overlevd de strengeste forholdene i romfartsmiljøet, men den har testet bakken sin flyprogramvare og maskinvare under de tøffeste simulerte forholdene av romvakuum, minusgrader og brennende solstråling.
Jules Verne ATV, det mest komplekse romfartøyet som noensinne er utviklet i Europa, skal komme til å starte sin første flytur på Ariane 5 sommeren 2007 for å levere den internasjonale romstasjonen på nytt. Den har nettopp fullført sin mest uttømmende testkampanje på ESAs testanlegg på ESTEC, i Noordwijk, Nederland.
”Startet 22. november har testkampanjen, med forskjellige sykluser med kalde og varme faser, blitt utført i henhold til skjema, og" oppførselen "til dette komplekse romskipet har generelt vært i tråd med den forventede når du reagerer på kulde og varme miljø ”, sa Bachisio Dore, ESA ATV-sjef for Assembly Integration & Verification (AIV). "Den vellykkede gjennomføringen av denne testkampanjen representerer en viktig milepæl for ATV-programmet."
Termisk utfordring
Det mest utfordrende ved testen har vært for Jules Verne ATV å holde temperaturene innenfor strenge grenser kompatible med alle de tusen deler av maskinvaren som utgjør dets sofistikerte delsystemer. Spesifikk programvare og ny teknologi gjør ATV i stand til å balansere temperaturene i romskipet og tillate den å fly jevnt i frysemørket, den brennende solskinnsstrålingen og i vakuumet fra det omkretsløpende miljøet.
"Det er som å legge den bærbare datamaskinen din i fryseren og deretter eksponere den for solen i sommervarmen og tilbake til fryseren mens du kontinuerlig bruker den", forklarte en av de 35 ingeniørene Astrium og underleverandører som overvåker romskipet døgnet rundt, syv dager i uken.
Jules Verne er ingen bærbar PC - det er et romskip på 20 tonn, på størrelse med en dobbeltdekkerbuss, med dusinvis av kraftige datamaskiner og en stor mengde elektronikk. Programvaren på en million kodelinjer gjør den til den største og mest forseggjorte noensinne utviklet i Europa.
De 625 innebygde termiske sensorene og ytterligere 250 ekstra sensorer, spesielt lagt til i og rundt Jules Verne for testen, har nøye overvåket at temperaturene holder seg innenfor sine akseptable grenser døgnet rundt.
Samtidig er det i det enorme 2 300 m³ Large Space Simulator (LSS) kammeret gjengitt miljøforhold og termiske sykluser. Et typisk vakuumnivå på en milliondel millibar ble oppnådd, temperaturen utenfor kammeret ble senket til minus 30 ° C eller minus 80 ° C i henhold til testsyklusen; og i korte perioder ble solsimulatoren aktivert, og ga en horisontal solstråle på 6 meter i diameter, for å utstråle en kraftig fluks på 1400 watt per kvadratmeter på det blendende hvite laget som beskyttet Jules Verne.
Topp moderne varme rør
ATV-en består av to hovedmoduler med egne temperaturkrav. Den integrerte lastebæreren under trykk, med sitt 48m³-rom dedikert til å frakte hele gjenforsyningslasten til stasjonen (med en maksimal masse på 7 667 kg). Denne modulen, som legges til ISS, må forbli mellom 20 ° C og 30 ° C mellom utsetting og dokkingstasjon, og i den vedlagte fasen med ISS, spesielt når drivstoff drivstoff overføres til stasjonen.
Den ikke-trykksatte luftfart / fremdriftsmodulen, som inkluderer rakettmotorer, elektrisk kraft, elektronikk, datamaskiner, kommunikasjon og luftfart, må være mellom 0 ° C og 40 ° C.
Avionikkbukta, som er hjernen til ATV, produserer sin egen varme fra det store antall elektronisk utstyr, og klarer samtidig et veldig sofistikert system for å kontrollere overoppheting. “Takket være 40 avanserte varmeledninger med variabel ledning plassert i luftfartøyen, er ATV i stand til å føre bort varmen og frigjøre energien direkte ut i rommet, eller på annen måte varme opp andre deler i en veldig økonomisk mote. Denne nye teknologien gjør at vi kan bli kvitt 50% mer energi for hele romskipet, og fremdeles opprettholde riktig indre temperaturmiljø, ”forklarer Patrick Oger, en termisk ingeniør i Astrium.
Et annet mål med testen var å overvåke avgassingen av ATV, forårsaket av noen materialer fra romskipet som under vakuumforhold frigjør noen indre gasser som vanligvis er fanget i dem. ATV-gassprøver ble samlet under testene i vakuumkammeret og vil senere bli analysert. Luftfartsingeniørene vil være sikre på at ATV-gasser ikke forurenser de kritiske mekanismene til romfartøyet, som de som roterer solcellepanelene mot solen. Rotasjonen deres ved forskjellige temperaturer fungerte riktig, selv om de fire solcellepanelene ikke var montert på ATV-en for testen.
Tusen testsekvenser
Hovedmålet med testen var å bekrefte at alle maskinvareelementene under det termiske vakuummiljøet fungerer riktig. For å oppnå dette målet for et komplekst romfartøy slik ATV, var utvikling, innstilling og validering av Astrium ingeniører av omtrent tusen testprosedyrer og automatiserte testsekvenser.
Under testen aktiverte for eksempel ATV-ingeniører også noen av de bevegelige delene av romskipet. Så snart ordren ble gitt om å utvide eller trekke inn sonden til dokkingssystemet, kunne de se den bevege seg sakte, mens de så gjennom de små LSS-vinduene nær toppen av romskipet.
I løpet av de siste dagene av testingen ble det utført flere simulerte avfyringer av de 32 motorstrusterne med heliumgass for å verifisere riktig samhandling mellom fremdrifts- og avionikkundersystemene. I tillegg ble all maskinvare som ATV trenger for å utføre nødmanøvrer for å unngå kollisjon med ISS, testet under de termiske testene ved å simulere ytelsen til fire slike manøvrer.
"Takket være disse omfattende testene har det vært mulig å validere hele ATV-en, det vil si all maskinvaren mens den reagerte på de tøffe omløpsforholdene. Samtidig kunne vi sjekke den komplette ytelsen til maskinvaren og programvaren som er nødvendig for strøm og termisk kontroll under forhold til nær plass ”, sier Marc Chevalier, Astrium ATV-sjef for Assembly Integration Test (AIT). "Denne vellykkede testen vil også vise oss noen mindre forbedringer i programvareprosedyrene som det ville være bra å implementere."
I løpet av de kommende ukene vil omtrent 50 gigabyte testdata som er lagret i løpet av de 270 timene med funksjonell testing som ble utført under den termiske testen, som er blitt arkivert, bli nøye analysert for å være sikre på at eventuelle mindre avvik eller feil er fullstendig forstått.
Originalkilde: ESA News Release
