ยานอวกาศ

Jules Verne ATV ซึ่งเป็นยานอวกาศที่ซับซ้อนที่สุดเท่าที่เคยพัฒนามาในยุโรป มีกำหนดจะทำการบินครั้งแรกบนยอด Ariane 5 ในฤดูร้อนปี 2550 เพื่อจัดหาสถานีอวกาศนานาชาติอีกครั้ง เพิ่งเสร็จสิ้นแคมเปญการทดสอบที่ละเอียดถี่ถ้วนที่สุดที่ศูนย์ทดสอบของ ESA ที่ ESTEC ในเมือง Noordwijk ประเทศเนเธอร์แลนด์ "เริ่มต้นเมื่อวันที่ 22 พฤศจิกายน แคมเปญทดสอบซึ่งมีรอบต่างๆ ของช่วงเย็นและร้อน ได้รับการดำเนินการตามกำหนดเวลา และ 'พฤติกรรม' ของยานอวกาศที่ซับซ้อนลำนี้โดยทั่วไปเป็นไปตามที่คาดไว้เมื่อตอบสนองต่อความเย็นและร้อน สิ่งแวดล้อม" Bachisio Dore ผู้จัดการ ESA ATV ของ Assembly Integration & Verification (AIV) กล่าว "ความสำเร็จของแคมเปญการทดสอบนี้แสดงถึงความสำเร็จครั้งสำคัญสำหรับโปรแกรม ATV" ความท้าทายด้านความร้อน แง่มุมที่ท้าทายที่สุดของการทดสอบคือการให้ Jules Verne ATV รักษาอุณหภูมิให้อยู่ในขอบเขตจำกัดที่เข้มงวดซึ่งเข้ากันได้กับชิ้นส่วนฮาร์ดแวร์นับพันที่ประกอบกันเป็นระบบย่อยที่ซับซ้อน ซอฟต์แวร์เฉพาะและเทคโนโลยีใหม่ช่วยให้ ATV ปรับสมดุลอุณหภูมิบนยานอวกาศและปล่อยให้บินได้อย่างราบรื่นในความมืดเยือกแข็ง การแผ่รังสีของแสงแดดที่แผดเผา และในสภาวะสุญญากาศของสภาพแวดล้อมวงโคจร "มันเหมือนกับการวางคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กของคุณในช่องแช่แข็ง แล้วนำไปตากแดดในฤดูร้อน แล้วกลับไปที่ช่องแช่แข็งอีกครั้งในขณะที่คุณใช้งานมันอย่างต่อเนื่อง" หนึ่งใน 35 วิศวกรของ Astrium และผู้รับเหมาช่วงที่กำลังตรวจสอบยานอวกาศอธิบาย หามรุ่งหามค่ำ ​​เจ็ดวันต่อสัปดาห์ Jules Verne ไม่ใช่แล็ปท็อป แต่เป็น ยานอวกาศ หนัก 20 ตัน ขนาดเท่ารถบัสสองชั้น พร้อมด้วยคอมพิวเตอร์ทรงพลังหลายสิบเครื่อง และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก ซอฟต์แวร์ที่มีรหัสหนึ่งล้านบรรทัดทำให้เป็นซอฟต์แวร์ที่ใหญ่ที่สุดและซับซ้อนที่สุดเท่าที่เคยพัฒนามาในยุโรป เซ็นเซอร์ความร้อนในตัว 625 ตัวและเซ็นเซอร์พิเศษอีก 250 ตัว ซึ่งเพิ่มเข้ามาโดยเฉพาะภายในและรอบๆ Jules Verne สำหรับการทดสอบ ได้รับการตรวจสอบอย่างรอบคอบเพื่อให้อุณหภูมิยังคงอยู่ในขีดจำกัดที่ยอมรับได้ตลอด 24 ชั่วโมง ในเวลาเดียวกัน ภายในห้องจำลองอวกาศขนาดใหญ่ (LSS) ขนาด 2,300 ลบ.ม. สภาพแวดล้อมในวงโคจรและวัฏจักรความร้อนได้รับการจำลองขึ้นใหม่ บรรลุระดับสุญญากาศทั่วไปที่หนึ่งในล้านของมิลลิบาร์ อุณหภูมิภายนอกห้องลดลงเป็น -30°C หรือ -80°C ตามรอบการทดสอบ และในช่วงเวลาสั้น ๆ เครื่องจำลองดวงอาทิตย์ถูกเปิดใช้งาน โดยสร้างลำแสงสุริยะแนวนอนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 เมตร เพื่อแผ่รังสีที่ทรงพลังถึง 1,400 วัตต์ต่อตารางเมตรบนชั้นสีขาวพร่างพรายที่ปกป้องจูลส์ เวิร์น ท่อความร้อนที่ล้ำสมัย ATV ประกอบด้วยสองโมดูลหลักที่มีข้อกำหนดด้านอุณหภูมิของตนเอง เรือบรรทุกสินค้าแบบบูรณาการที่มีแรงดันพร้อมช่องเก็บของขนาด 48 ลบ.ม. เพื่อบรรทุกสินค้าที่นำกลับมาใช้ใหม่ทั้งหมดไปยังสถานี (น้ำหนักสูงสุด 7,667 กก.) โมดูลนี้ซึ่งเทียบท่ากับสถานีอวกาศนานาชาติ จะต้องอยู่ระหว่าง 20°C ถึง 30°C ระหว่างการปล่อยและเทียบท่า และระหว่างระยะต่อกับสถานีอวกาศนานาชาติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเชื้อเพลิงขับเคลื่อนขับเคลื่อนถูกถ่ายโอนไปยังสถานี โมดูลการบิน/ระบบขับเคลื่อนแบบไม่ใช้แรงดัน ซึ่งรวมถึงเครื่องยนต์จรวด พลังงานไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ การสื่อสาร และระบบการบิน จะต้องอยู่ระหว่าง 0°C ถึง 40°C อ่าวเอวิโอนิกส์ซึ่งเป็นสมองของรถ ATV ผลิตความร้อนเองจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก และในขณะเดียวกันก็จัดการระบบที่ซับซ้อนมากเพื่อควบคุมความร้อนสูงเกินไป "ด้วยท่อนำความร้อนแบบแปรผันที่ทันสมัยจำนวน 40 ท่อที่อยู่บริเวณอ่าวเอวิโอนิกส์ ทำให้ ATV สามารถนำความร้อนออกไปและปล่อยพลังงานออกสู่อวกาศโดยตรง หรือมิฉะนั้น ก็ทำให้ส่วนอื่นๆ อุ่นขึ้นในราคาประหยัด แฟชั่น เทคโนโลยีใหม่นี้หมายความว่าเราสามารถกำจัดพลังงานได้มากขึ้น 50% สำหรับยานอวกาศทั้งหมด และยังคงรักษาสภาพแวดล้อมอุณหภูมิภายในที่เหมาะสม" Patrick Oger วิศวกรด้านความร้อนของ Astrium อธิบาย วัตถุประสงค์อีกประการหนึ่งของการทดสอบคือการตรวจสอบการปล่อยก๊าซของยานเอทีวี ซึ่งเกิดจากวัสดุบางอย่างของยานอวกาศ ซึ่งภายใต้สภาวะสุญญากาศ จะปล่อยก๊าซภายในบางส่วนที่มักจะติดอยู่ภายใน ตัวอย่างก๊าซ ATV ถูกเก็บระหว่างการทดสอบในห้องสุญญากาศและจะวิเคราะห์ในภายหลัง วิศวกรการบินและอวกาศต้องการให้แน่ใจว่าก๊าซเอทีวีไม่ปนเปื้อนกลไกที่สำคัญของยานอวกาศ เช่นเดียวกับก๊าซที่หมุนแผงโซลาร์เซลล์เข้าหาดวงอาทิตย์ การหมุนที่อุณหภูมิต่างๆ ทำได้อย่างเหมาะสม แม้ว่าจะไม่มีการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ทั้งสี่บนรถเอทีวีสำหรับการทดสอบก็ตาม ลำดับการทดสอบหนึ่งพันครั้ง วัตถุประสงค์หลักของการทดสอบคือเพื่อตรวจสอบว่าภายใต้สภาวะสุญญากาศความร้อน อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ทั้งหมดทำงานร่วมกันอย่างถูกต้อง เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้สำหรับยานอวกาศที่ซับซ้อนเช่น ATV จำเป็นต้องมีการพัฒนา ปรับแต่ง และตรวจสอบโดยวิศวกรของ Astrium เกี่ยวกับขั้นตอนการทดสอบประมาณหนึ่งพันขั้นตอนและลำดับการทดสอบอัตโนมัติ ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการทดสอบ วิศวกรของ ATV ยังได้เปิดใช้งานชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของยานอวกาศด้วย ทันทีที่ได้รับคำสั่งให้ยืดหรือหดโพรบของระบบเทียบท่า พวกเขาสามารถเห็นมันเคลื่อนที่อย่างช้าๆ ขณะที่มองผ่านหน้าต่าง LSS ขนาดเล็กใกล้กับด้านบนของยานอวกาศ ในวันสุดท้ายของการทดสอบ การยิงจำลองหลายครั้งของเครื่องขับดันเครื่องยนต์ 32 เครื่องถูกดำเนินการด้วยก๊าซฮีเลียม เพื่อตรวจสอบการทำงานร่วมกันที่เหมาะสมระหว่างระบบขับเคลื่อนและระบบย่อยของเอวิโอนิกส์ นอกจากนี้ ฮาร์ดแวร์ทั้งหมดที่ ATV จำเป็นต้องใช้ในการดำเนินการฉุกเฉินเพื่อหลีกเลี่ยงการชนกับสถานีอวกาศนานาชาติได้รับการทดสอบในระหว่างการทดสอบความร้อนโดยการจำลองประสิทธิภาพของสี่การหลบหลีกดังกล่าว "ด้วยการทดสอบที่กว้างขวางเหล่านี้ ทำให้สามารถตรวจสอบรถ ATV ทั้งหมดได้ ซึ่งก็คือฮาร์ดแวร์ทั้งหมดในขณะที่ทำปฏิกิริยากับสภาวะการโคจรที่รุนแรง ในขณะเดียวกัน เราก็สามารถตรวจสอบประสิทธิภาพที่สมบูรณ์ของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่จำเป็นได้ สำหรับพลังงานและการควบคุมความร้อนภายใต้สภาวะระยะใกล้" Marc Chevalier ผู้จัดการ Astrium ATV ของ Assembly Integration Test (AIT) กล่าว "การทดสอบที่ประสบความสำเร็จนี้จะแสดงให้เราเห็นถึงการปรับปรุงเล็กๆ น้อยๆ บางอย่างในกระบวนการซอฟต์แวร์ ซึ่งจะเป็นการดีที่จะนำไปใช้" ในอีกไม่กี่สัปดาห์ข้างหน้า ข้อมูลการทดสอบประมาณ 50 กิกะไบต์ที่เก็บไว้ระหว่างการทดสอบการทำงาน 270 ชั่วโมงที่ดำเนินการระหว่างการทดสอบการระบายความร้อนซึ่งได้รับการจัดเก็บจะถูกวิเคราะห์อย่างรอบคอบเพื่อให้แน่ใจว่ามีความเข้าใจความผิดปกติหรือข้อบกพร่องเล็กน้อยทั้งหมด