Jules Verne ยานพาหนะอัตโนมัติใหม่ของ ESA เพิ่งใช้เวลา 21 วันในห้องที่จำลองความเย็นรังสีและสุญญากาศของอวกาศ ในที่สุดยานอวกาศขนาด 20 ตันจะถูกยึดติดกับจรวด Ariane 5 ในช่วงฤดูร้อนปี 2550 และเดินทางไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ ในที่สุดกองยานอวกาศเหล่านี้ทั้งหมดจะถูกสร้างขึ้นส่งต่อสินค้าทดแทนไปยังสถานีจากนั้นทำหน้าที่เป็นถังขยะแบบใช้แล้วทิ้งซึ่งเผาไหม้ในชั้นบรรยากาศของโลก
เป็นเวลา 21 วันติดต่อกัน Jules Verne เป็น Automated Transfer Vehicle (ATV) คันแรกไม่เพียง แต่รอดพ้นจากสภาพพื้นที่ที่เข้มงวดที่สุดเท่านั้น แต่ยังประสบความสำเร็จในการทดสอบซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์การบินภายใต้สภาวะจำลองที่ยากที่สุด ของสูญญากาศพื้นที่อุณหภูมิแช่แข็งและรังสีดวงอาทิตย์
Jules Verne ATV ยานอวกาศที่ซับซ้อนที่สุดเท่าที่เคยมีการพัฒนาในยุโรปมีกำหนดจะทำการเปิดตัวบนยอด Ariane 5 ในช่วงฤดูร้อนปี 2550 เพื่อจัดหาสถานีอวกาศนานาชาติอีกครั้ง เพิ่งเสร็จสิ้นการทดสอบการทดสอบครบถ้วนสมบูรณ์ที่สุดที่ศูนย์ทดสอบของ ESA ที่ ESTEC ใน Noordwijk ประเทศเนเธอร์แลนด์
“ เริ่มเมื่อวันที่ 22 พฤศจิกายนการรณรงค์ทดสอบที่มีรอบวัฏจักรที่แตกต่างกันของขั้นตอนเย็นและร้อนได้ดำเนินการตามกำหนดการและ 'พฤติกรรม' ของยานอวกาศที่ซับซ้อนนี้โดยทั่วไปแล้วสอดคล้องกับที่คาดไว้เมื่อตอบสนองต่อความหนาวเย็น สิ่งแวดล้อม” Bachisio Dore ผู้จัดการ ESA ATV ของ Assembly Integration & Verification (AIV) กล่าว “ ความสำเร็จของแคมเปญทดสอบนี้ถือเป็นความสำเร็จครั้งสำคัญของโปรแกรม ATV”
ความร้อนที่ท้าทาย
การทดสอบที่ท้าทายที่สุดสำหรับ Jules Verne ATV เพื่อรักษาอุณหภูมิให้อยู่ในขอบเขตที่เข้มงวดเข้ากันได้กับฮาร์ดแวร์หลายพันชิ้นซึ่งประกอบขึ้นเป็นระบบย่อยที่ซับซ้อน ซอฟต์แวร์เฉพาะและเทคโนโลยีใหม่ช่วยให้รถเอทีวีสามารถปรับสมดุลอุณหภูมิบนยานอวกาศและอนุญาตให้มันบินได้อย่างราบรื่นในความมืดที่เย็นเยือกการแผ่รังสีแสงแดดที่แผดเผาและในสภาวะสุญญากาศของวงโคจร
“ มันเหมือนกับการใส่แล็ปท็อปคอมพิวเตอร์ของคุณในช่องแช่แข็งจากนั้นนำไปตากแดดในฤดูร้อนและกลับไปที่ช่องแช่แข็งอีกครั้งในขณะที่คุณใช้งานอย่างต่อเนื่อง” อธิบายหนึ่งใน 35 Astrium และวิศวกรผู้รับเหมาช่วงที่ติดตามยานอวกาศ ตลอดเวลาเจ็ดวันต่อสัปดาห์
Jules Verne ไม่ใช่แล็ปท็อป - เป็นยานอวกาศ 20 ตันขนาดของรถบัสสองชั้นพร้อมคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังหลายสิบเครื่องและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก ซอฟต์แวร์โค้ดหนึ่งล้านบรรทัดทำให้ซอฟต์แวร์นี้มีขนาดใหญ่ที่สุดและซับซ้อนที่สุดเท่าที่เคยมีการพัฒนาในยุโรป
เซ็นเซอร์ความร้อนในตัว 625 ตัวและเซ็นเซอร์เสริมอีก 250 ตัวโดยเฉพาะอย่างยิ่งการเพิ่มภายในและรอบ ๆ Jules Verne สำหรับการทดสอบได้รับการตรวจสอบอย่างรอบคอบว่าอุณหภูมิยังคงอยู่ในขอบเขตที่ยอมรับได้ตลอดเวลา
ในเวลาเดียวกันภายในห้องขนาดใหญ่ 300 300 m³ Large Space Simulator (LSS) สภาพแวดล้อมในวงโคจรและวงจรความร้อนได้รับการทำซ้ำ ระดับสูญญากาศทั่วไปเท่ากับหนึ่งในล้านของมิลลิบาร์นั้นอุณหภูมิห้องภายนอกลดลงเป็นลบ 30 ° C หรือลบ 80 ° C ตามรอบการทดสอบ และในช่วงเวลาสั้น ๆ ตัวจำลองดวงอาทิตย์ได้เปิดใช้งานโดยให้ลำแสงสุริยะแนวนอนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 เมตรเพื่อแผ่ฟลักซ์อันทรงพลังที่ 1,400 วัตต์ต่อตารางเมตรบนชั้นสีขาวพราวที่ปกป้องจูลส์เวิร์น
ท่อความร้อนที่ทันสมัย
ATV ประกอบด้วยสองโมดูลหลักที่มีความต้องการอุณหภูมิของตนเอง ผู้ให้บริการขนส่งสินค้าแบบบูรณาการที่มีแรงดันซึ่งมีพื้นที่ 48 ตารางเมตรซึ่งทุ่มเทเพื่อขนส่งสินค้าทั้งหมดไปยังสถานีอีกครั้ง (ด้วยน้ำหนักสูงสุด 7667 กิโลกรัม) โมดูลนี้ซึ่งท่าเรือไปยังสถานีอวกาศนานาชาติจะต้องอยู่ระหว่าง 20 ° C และ 30 ° C ระหว่างการเริ่มต้นและการเชื่อมต่อและระหว่างระยะที่แนบกับสถานีอวกาศนานาชาติโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการถ่ายโอนเชื้อเพลิงจรวดไปยังสถานี
โมดูล avionics / propulsion ที่ไม่มีแรงดันซึ่งรวมถึงเครื่องยนต์จรวดพลังงานไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์คอมพิวเตอร์การสื่อสารและ avionics ต้องอยู่ระหว่าง 0 ° C และ 40 ° C
อ่าว avionics ซึ่งเป็นสมองของ ATV สร้างความร้อนของตัวเองจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากและในเวลาเดียวกันก็จัดการระบบที่ซับซ้อนมากเพื่อควบคุมความร้อนสูงเกินไป “ ต้องขอบคุณท่อนำความร้อนแบบแปรผัน 40 อันที่ตั้งอยู่ในอ่าว avionics ทำให้รถ ATV สามารถระบายความร้อนและปล่อยพลังงานออกสู่อวกาศโดยตรงหรือเพื่ออุ่นเครื่องชิ้นส่วนอื่น ๆ ในเศรษฐกิจ แฟชั่น. เทคโนโลยีใหม่นี้ช่วยให้เราสามารถกำจัดพลังงานได้มากขึ้น 50% สำหรับยานอวกาศทั้งหมดและยังคงรักษาสภาพอุณหภูมิภายในที่เหมาะสม” Patrick Oger วิศวกรความร้อนของ Astrium อธิบาย
วัตถุประสงค์อีกประการหนึ่งของการทดสอบคือการตรวจสอบการระเบิดของ ATV ซึ่งเกิดจากวัสดุบางอย่างของยานอวกาศซึ่งภายใต้สภาวะสุญญากาศจะปล่อยก๊าซภายในบางชนิดที่มักจะติดอยู่ภายใน เก็บตัวอย่างก๊าซ ATV ในระหว่างการทดสอบในห้องสุญญากาศและจะทำการวิเคราะห์ในภายหลัง วิศวกรการบินและอวกาศต้องการให้แน่ใจว่าก๊าซ ATV ไม่ได้ปนเปื้อนกลไกสำคัญของยานอวกาศเช่นเดียวกับที่หมุนแผงโซลาร์เซลล์ไปทางดวงอาทิตย์ การหมุนของพวกเขาที่อุณหภูมิแตกต่างกันดำเนินการอย่างเหมาะสมแม้ว่าจะไม่มีการติดตั้งแผงโซลาร์สี่บน ATV เพื่อทำการทดสอบ
ลำดับการทดสอบหนึ่งพัน
วัตถุประสงค์หลักของการทดสอบคือการตรวจสอบว่าภายใต้สภาพแวดล้อมสูญญากาศความร้อนทุกรายการฮาร์ดแวร์ทำงานร่วมกันอย่างถูกต้อง เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้สำหรับยานอวกาศที่มีความซับซ้อนเช่น ATV จำเป็นต้องทำการพัฒนาปรับแต่งและตรวจสอบความถูกต้องโดยวิศวกรของ Astrium ซึ่งมีขั้นตอนการทดสอบประมาณหนึ่งพันขั้นตอนและต้องใช้ลำดับการทดสอบอัตโนมัติ
ตัวอย่างเช่นในระหว่างการทดสอบวิศวกร ATV ก็เปิดใช้งานชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของยานอวกาศด้วยเช่นกัน ทันทีที่ได้รับคำสั่งให้ขยายหรือหดโพรบของระบบเชื่อมต่อพวกเขาสามารถเห็นมันเคลื่อนที่อย่างช้า ๆ ในขณะที่มองผ่านหน้าต่าง LSS เล็ก ๆ ใกล้กับด้านบนของยานอวกาศ
ในวันสุดท้ายของการทดสอบมีการจำลองการเผาไหม้ของเครื่องขับดัน 32 เครื่องยนต์ด้วยก๊าซฮีเลียมเพื่อตรวจสอบการมีปฏิสัมพันธ์ที่เหมาะสมระหว่างระบบย่อยการขับเคลื่อนและระบบการบิน นอกจากนี้อุปกรณ์ทั้งหมดที่ ATV จำเป็นต้องใช้ในการซ้อมรบฉุกเฉินเพื่อหลีกเลี่ยงการชนกับสถานีอวกาศนานาชาติได้รับการทดสอบในระหว่างการทดสอบความร้อนโดยจำลองประสิทธิภาพของการซ้อมรบทั้งสี่แบบ
“ ด้วยการทดสอบที่กว้างขวางเหล่านี้ทำให้เราสามารถตรวจสอบ ATV ทั้งหมดได้นั่นคือการพูดถึงฮาร์ดแวร์ทั้งหมดในขณะที่มันตอบสนองต่อสภาพวงโคจรที่รุนแรง ในเวลาเดียวกันเราสามารถตรวจสอบประสิทธิภาพที่สมบูรณ์ของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่จำเป็นสำหรับการควบคุมพลังงานและความร้อนภายใต้สภาพพื้นที่ใกล้เคียง” Marc Chevalier ผู้จัดการ Astrium ATV ของชุดทดสอบการรวมระบบ (AIT) กล่าว “ การทดสอบที่ประสบความสำเร็จนี้จะแสดงให้เราเห็นถึงการปรับปรุงเล็ก ๆ น้อย ๆ ในกระบวนการซอฟต์แวร์ซึ่งจะเป็นการดีที่จะนำไปใช้”
ในอีกไม่กี่สัปดาห์ข้างหน้าข้อมูลการทดสอบประมาณ 50 กิกะไบต์ที่จัดเก็บในช่วง 270 ชั่วโมงของการทดสอบการทำงานที่ทำในระหว่างการทดสอบความร้อนซึ่งถูกเก็บถาวรจะถูกวิเคราะห์อย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่ามีความผิดปกติหรือข้อบกพร่องเล็กน้อย
แหล่งที่มาดั้งเดิม: ข่าว ESA
