Το νέο Αυτοματοποιημένο Όχημα Μεταφοράς της ESA, Jules Verne, πέρασε πρόσφατα 21 ημέρες σε ένα θάλαμο που προσομοίωσε το κρύο, την ακτινοβολία και το κενό του χώρου. Το διαστημικό σκάφος των 20 τόνων θα συνδεθεί τελικά στην κορυφή ενός πυραύλου Ariane 5 το καλοκαίρι του 2007 και θα πετάξει στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Ένας ολόκληρος στόλος αυτών των διαστημικών σκαφών θα κατασκευαστεί τελικά, μεταφέροντας ανταλλακτικά φορτία στο σταθμό και, στη συνέχεια, θα χρησιμεύσει ως δοχεία απορριμμάτων μίας χρήσης, καίγοντας στην ατμόσφαιρα της Γης.
Για 21 συνεχόμενες ημέρες, ο Jules Verne, το πρώτο Αυτοματοποιημένο Όχημα Μεταφοράς (ATV), όχι μόνο επέζησε από τις πιο αυστηρές συνθήκες του διαστημικού περιβάλλοντος, αλλά έχει δοκιμάσει με επιτυχία στο έδαφος το λογισμικό και το υλικό πτήσης του υπό τις πιο δύσκολες συνθήκες προσομοίωσης κενού χώρου, θερμοκρασίας ψύξης και ηλιακής ακτινοβολίας.
Η Jules Verne ATV, το πιο περίπλοκο διαστημικό σκάφος που έχει αναπτυχθεί ποτέ στην Ευρώπη, πρόκειται να πραγματοποιήσει την εναρκτήρια πτήση του στην κορυφή του Ariane 5 το καλοκαίρι του 2007 για την προμήθεια του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού. Μόλις ολοκλήρωσε την πιο εξαντλητική δοκιμαστική καμπάνια της στις εγκαταστάσεις δοκιμών της ESA στο ESTEC, στο Noordwijk, Ολλανδία.
«Ξεκίνησε στις 22 Νοεμβρίου, η δοκιμαστική καμπάνια, με διαφορετικούς κύκλους ψυχρής και θερμής φάσης, πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με το πρόγραμμα και η« συμπεριφορά »αυτού του πολύπλοκου διαστημόπλοιου ήταν γενικά σύμφωνη με την αναμενόμενη όταν αντιδρά στο κρύο και το ζεστό περιβάλλον », δήλωσε ο Bachisio Dore, ο διευθυντής της ESA ATV του Assembly Integration & Verification (AIV). "Η επιτυχής ολοκλήρωση αυτής της δοκιμαστικής καμπάνιας αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό ορόσημο για το πρόγραμμα ATV."
Θερμική πρόκληση
Η πιο δύσκολη πτυχή του τεστ ήταν ο Jules Verne ATV να διατηρήσει τις θερμοκρασίες του σε αυστηρά όρια συμβατά με όλα τα χιλιάδες μέρη του υλικού που απαρτίζουν τα εξελιγμένα υποσυστήματά του. Ειδικό λογισμικό και νέα τεχνολογία επιτρέπουν στο ATV να εξισορροπήσει τις θερμοκρασίες στο διαστημόπλοιο και να του επιτρέψει να πετάξει ομαλά στο παγωμένο σκοτάδι, στην καύση της ακτινοβολίας του ήλιου και στο κενό του τροχιακού περιβάλλοντος.
«Είναι σαν να βάζεις τον φορητό υπολογιστή σου στον καταψύκτη και μετά να τον εκθέεις στον Ήλιο το καλοκαίρι και να τον ξαναχρησιμοποιείς στον καταψύκτη ενώ τον χρησιμοποιείς συνεχώς», εξήγησε ένας από τους 35 μηχανικούς της Astrium και υπεργολάβων που παρακολουθούν το διαστημικό σκάφος όλο το εικοσιτετράωρο, επτά ημέρες την εβδομάδα.
Ο Jules Verne δεν διαθέτει φορητό υπολογιστή - είναι ένα διαστημικό σκάφος 20 τόνων, το μέγεθος ενός διώροφου λεωφορείου, με δεκάδες ισχυρούς υπολογιστές και μια μεγάλη ποσότητα ηλεκτρονικών. Το λογισμικό του με ένα εκατομμύριο γραμμές κώδικα το καθιστά το μεγαλύτερο και πιο περίπλοκο που έχει αναπτυχθεί ποτέ στην Ευρώπη.
Οι 625 ενσωματωμένοι θερμικοί αισθητήρες και άλλοι 250 επιπλέον αισθητήρες, ειδικά προστέθηκαν εντός και γύρω από τον Jules Verne για τη δοκιμή, παρακολουθούν προσεκτικά ότι οι θερμοκρασίες παραμένουν εντός των αποδεκτών ορίων τους όλο το εικοσιτετράωρο.
Ταυτόχρονα, μέσα στον τεράστιο θάλαμο προσομοιωτή μεγάλου χώρου (LSS) 2 300 m³, έχουν αναπαραχθεί περιβαλλοντικές συνθήκες σε τροχιά και θερμικοί κύκλοι. Επιτεύχθηκε ένα τυπικό επίπεδο κενού ενός εκατομμυρίου χιλιοστών, η θερμοκρασία του εξωτερικού θαλάμου μειώθηκε σε μείον 30 ° C ή μείον 80 ° C σύμφωνα με τον κύκλο δοκιμής. και για μικρές χρονικές περιόδους, ο προσομοιωτής Sun ενεργοποιήθηκε, παρέχοντας μια οριζόντια ηλιακή δέσμη διαμέτρου 6 μέτρων, για να εκπέμψει μια ισχυρή ροή 1400 Watt ανά τετραγωνικό μέτρο στο εκθαμβωτικό λευκό στρώμα που προστατεύει τον Jules Verne.
Σύγχρονοι σωλήνες θερμότητας
Το ATV αποτελείται από δύο κύριες μονάδες με τις δικές τους απαιτήσεις θερμοκρασίας. Ο πεπιεσμένος ενσωματωμένος μεταφορέας φορτίου, με το διαμέρισμά του 48m³ αφιερωμένο στη μεταφορά ολόκληρου του φορτίου εκ νέου τροφοδοσίας στο σταθμό (με μέγιστη μάζα 7 667 kg). Αυτή η μονάδα, η οποία συνδέεται με το ISS, πρέπει να παραμείνει μεταξύ 20 ° C και 30 ° C μεταξύ της εκτόξευσης και της σύνδεσης, και κατά τη διάρκεια της συνδεδεμένης φάσης με το ISS, ειδικά όταν το καύσιμο καυσίμου μεταφέρεται στον Σταθμό.
Η μονάδα υπό πίεση αεροηλεκτρονικής / πρόωσης, η οποία περιλαμβάνει πυραυλοκινητήρες, ηλεκτρική ενέργεια, ηλεκτρονικά, υπολογιστές, επικοινωνίες και αεροηλεκτρονικά, πρέπει να παραμείνει μεταξύ 0 ° C και 40 ° C.
Ο κόλπος της αεροηλεκτρονικής, που είναι ο εγκέφαλος του ATV, παράγει τη δική του θερμότητα από τον μεγάλο αριθμό ηλεκτρονικού εξοπλισμού και ταυτόχρονα διαχειρίζεται ένα πολύ εξελιγμένο σύστημα για τον έλεγχο της υπερθέρμανσης. «Χάρη σε 40 υπερσύγχρονους σωλήνες θερμότητας μεταβλητής αγωγιμότητας που βρίσκονται στον κόλπο της αεροηλεκτρονικής, το ATV είναι σε θέση να μεταφέρει τη θερμότητα και να απελευθερώσει την ενέργεια απευθείας στο διάστημα ή, διαφορετικά, να ζεσταθεί άλλα μέρη σε πολύ οικονομική μόδα. Αυτή η νέα τεχνολογία σημαίνει ότι μπορούμε να απαλλαγούμε από 50% περισσότερη ενέργεια για ολόκληρο το διαστημόπλοιο και να διατηρούμε το σωστό εσωτερικό περιβάλλον θερμοκρασίας », εξηγεί ο Patrick Oger, θερμικός μηχανικός της Astrium.
Ένας άλλος στόχος της δοκιμής ήταν η παρακολούθηση της έκρηξης του ATV, που προκλήθηκε από ορισμένα υλικά του διαστημοπλοίου που, υπό συνθήκες κενού, απελευθερώνουν ορισμένα εσωτερικά αέρια που συνήθως παγιδεύονται μέσα τους. Τα δείγματα αερίου ATV συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια των δοκιμών στον θάλαμο κενού και θα αναλυθούν αργότερα. Οι μηχανικοί της αεροδιαστημικής θέλουν να είναι σίγουροι ότι τα αέρια ATV δεν μολύνουν τους κρίσιμους μηχανισμούς του διαστημικού σκάφους, όπως εκείνοι που περιστρέφουν τα ηλιακά πάνελ προς τον Ήλιο. Η περιστροφή τους σε διαφορετικές θερμοκρασίες λειτούργησε σωστά, παρόλο που τα τέσσερα ηλιακά πάνελ δεν ήταν τοποθετημένα στο ATV για τη δοκιμή.
Χίλια δοκιμαστικές ακολουθίες
Ο κύριος στόχος της δοκιμής ήταν να επαληθεύσει ότι κάτω από το θερμικό περιβάλλον κενού όλα τα είδη υλικού συνεργάζονται σωστά. Για να επιτευχθεί αυτός ο στόχος για ένα πολύπλοκο διαστημικό σκάφος όπως το ATV, απαιτήθηκε η ανάπτυξη, ο συντονισμός και η επικύρωση από μηχανικούς της Astrium για περίπου χίλιες διαδικασίες δοκιμών και αυτοματοποιημένες ακολουθίες δοκιμών.
Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της δοκιμής, οι μηχανικοί της ATV ενεργοποίησαν επίσης μερικά από τα κινούμενα μέρη του διαστημοπλοίου. Μόλις δοθεί η εντολή για επέκταση ή ανάκληση του καθετήρα του συστήματος σύνδεσης, κατάφεραν να το δουν να κινείται αργά, κοιτάζοντας μέσα από τα μικρά παράθυρα LSS κοντά στην κορυφή του διαστημοπλοίου.
Τις τελευταίες ημέρες της δοκιμής, πραγματοποιήθηκαν αρκετές προσομοιώσεις ενεργοποίησης των 32 προωθητικών κινητήρων με αέριο ηλίου, προκειμένου να επαληθευτεί η σωστή αλληλεπίδραση μεταξύ των υποσυστημάτων πρόωσης και αεροηλεκτρονικών. Επιπλέον, όλο το υλικό που χρειαζόταν η ATV για την εκτέλεση ελιγμών έκτακτης ανάγκης για την αποφυγή σύγκρουσης με το ISS δοκιμάστηκε κατά τη διάρκεια των θερμικών δοκιμών με προσομοίωση της απόδοσης τεσσάρων τέτοιων ελιγμών.
«Χάρη σε αυτές τις εκτεταμένες δοκιμές, ήταν δυνατή η επικύρωση ολόκληρου του ATV, δηλαδή όλου του υλικού, ενώ αντιδρούσε στις σκληρές τροχιακές συνθήκες. Ταυτόχρονα θα μπορούσαμε να ελέγξουμε την πλήρη απόδοση του υλικού και του λογισμικού που απαιτείται για έλεγχο ισχύος και θερμότητας υπό συνθήκες κοντά στο διάστημα », λέει ο Marc Chevalier, διευθυντής του Astrium ATV του Assembly Integration Test (AIT). "Αυτό το επιτυχημένο τεστ θα μας δείξει επίσης κάποιες μικρές βελτιώσεις στις διαδικασίες λογισμικού που θα ήταν καλό να εφαρμοστούν."
Τις επόμενες εβδομάδες, περίπου 50 gigabytes δεδομένων δοκιμής που αποθηκεύτηκαν κατά τη διάρκεια των 270 ωρών λειτουργικών δοκιμών που πραγματοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια της θερμικής δοκιμής, τα οποία έχουν αρχειοθετηθεί, θα αναλυθούν προσεκτικά για να είναι σίγουρο ότι τυχόν μικρές ανωμαλίες ή σφάλματα είναι πλήρως κατανοητά.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESA
