Jules Verne, phương tiện vận chuyển tự động mới của ESA, gần đây đã dành 21 ngày trong một căn phòng mô phỏng sự lạnh lẽo, bức xạ và chân không của không gian. Tàu vũ trụ nặng 20 tấn cuối cùng sẽ được gắn vào đầu tên lửa Ariane 5 vào mùa hè năm 2007 và bay đến Trạm vũ trụ quốc tế. Toàn bộ hạm đội của những con tàu vũ trụ này cuối cùng sẽ được chế tạo, chuyển hàng hóa thay thế đến nhà ga, và sau đó đóng vai trò là những thùng rác dùng một lần, đốt cháy trong bầu khí quyển Trái đất.
Trong 21 ngày liên tiếp, Jules Verne, Phương tiện vận chuyển tự động (ATV) đầu tiên, không chỉ sống sót trong những điều kiện khắt khe nhất của môi trường không gian, mà nó đã thử nghiệm thành công trên mặt đất phần mềm và phần cứng trong điều kiện mô phỏng khắc nghiệt nhất chân không vũ trụ, nhiệt độ đóng băng và bức xạ mặt trời đang cháy.
Jules Verne ATV, tàu vũ trụ phức tạp nhất từng được phát triển ở châu Âu, dự kiến sẽ thực hiện chuyến bay khai trương trên đỉnh Ariane 5 vào mùa hè năm 2007 để cung cấp lại cho Trạm vũ trụ quốc tế. Nó vừa hoàn thành chiến dịch thử nghiệm toàn diện nhất của mình tại các cơ sở thử nghiệm ESA tại ESTEC, ở Noordwijk, Hà Lan.
Bắt đầu vào ngày 22 tháng 11, chiến dịch thử nghiệm, với các chu kỳ nóng và lạnh khác nhau, đã được thực hiện theo lịch trình và 'hành vi' của tàu vũ trụ phức tạp này nói chung phù hợp với dự kiến khi phản ứng với lạnh và nóng môi trường, nói, Bachisio Dore, giám đốc ESA ATV của Hội nhập & Xác minh hội đồng (AIV). Ưng Sự hoàn thành thành công của chiến dịch thử nghiệm này là một cột mốc quan trọng đối với Chương trình ATV.
Thử thách nhiệt
Khía cạnh thử thách nhất của thử nghiệm là Jules Verne ATV để giữ nhiệt độ của nó trong giới hạn nghiêm ngặt tương thích với tất cả hàng ngàn phần cứng tạo nên các hệ thống con tinh vi của nó. Phần mềm cụ thể và công nghệ mới cho phép ATV cân bằng nhiệt độ trên tàu vũ trụ và cho phép nó bay trơn tru trong bóng tối đóng băng, bức xạ ánh nắng mặt trời và trong chân không của môi trường quỹ đạo.
Nó giống như đặt máy tính xách tay của bạn vào tủ đông, sau đó phơi nó dưới ánh nắng mặt trời vào mùa hè và trở lại với tủ đông trong khi bạn liên tục sử dụng nó, một trong 35 kỹ sư của Astrium và nhà thầu phụ đang theo dõi tàu vũ trụ làm tròn đồng hồ, bảy ngày một tuần.
Jules Verne không có máy tính xách tay - nó là một tàu vũ trụ nặng 20 tấn, kích thước của một chiếc xe buýt hai tầng, với hàng tá máy tính mạnh mẽ và một lượng lớn thiết bị điện tử. Phần mềm gồm một triệu dòng mã của nó làm cho nó trở thành lớn nhất và công phu nhất từng được phát triển ở châu Âu.
625 cảm biến nhiệt tích hợp và 250 cảm biến phụ khác, đặc biệt được thêm vào bên trong và xung quanh Jules Verne để thử nghiệm, đã được theo dõi cẩn thận rằng nhiệt độ vẫn nằm trong giới hạn chấp nhận được của chúng xung quanh đồng hồ.
Đồng thời, bên trong buồng mô phỏng không gian lớn (LSS) 2 300 m, các điều kiện môi trường trên quỹ đạo và chu trình nhiệt đã được sao chép. Một mức chân không điển hình là một phần triệu của một milimet đã đạt được, nhiệt độ buồng bên ngoài được hạ xuống âm 30 ° C hoặc âm 80 ° C theo chu kỳ thử nghiệm; và trong thời gian ngắn, trình giả lập Mặt trời đã được kích hoạt, cung cấp một chùm năng lượng mặt trời nằm ngang có đường kính 6 mét, để tỏa ra một luồng cực mạnh 1400 Watts trên một mét vuông trên lớp trắng chói mắt bảo vệ Jules Verne.
Ống dẫn nhiệt hiện đại
ATV bao gồm hai mô-đun chính với các yêu cầu nhiệt độ riêng. Hãng vận tải hàng hóa tích hợp có áp suất, với khoang 48m dành riêng để vận chuyển toàn bộ hàng hóa cung cấp lại cho Trạm (với khối lượng tối đa 7 667 kg). Mô-đun này, cắm vào ISS, phải duy trì trong khoảng từ 20 ° C đến 30 ° C giữa lúc khởi động và lắp ghép, và trong giai đoạn gắn liền với ISS, đặc biệt là khi nhiên liệu tiếp nhiên liệu được chuyển đến Trạm.
Mô-đun điện tử hàng không / áp lực không áp suất, bao gồm động cơ tên lửa, năng lượng điện, điện tử, máy tính, thông tin liên lạc và hệ thống điện tử hàng không, phải duy trì trong khoảng từ 0 ° C đến 40 ° C.
Vịnh avionics, là bộ não của ATV, tạo ra nhiệt riêng từ số lượng lớn thiết bị điện tử, đồng thời quản lý một hệ thống rất tinh vi để kiểm soát quá nhiệt. Nhờ vào 40 ống dẫn nhiệt biến thiên tiên tiến nhất trong khoang điện tử, ATV có thể mang nhiệt và giải phóng năng lượng trực tiếp vào không gian hoặc, nếu không, để làm nóng các bộ phận khác trong một nền kinh tế rất kinh tế thời trang. Patrick Oger, một kỹ sư nhiệt của Astrium giải thích, công nghệ mới này có nghĩa là chúng ta có thể loại bỏ thêm 50% năng lượng cho toàn bộ tàu vũ trụ và vẫn duy trì môi trường nhiệt độ bên trong phù hợp.
Một mục tiêu khác của thử nghiệm là theo dõi sự phát triển của ATV, do một số vật liệu của tàu vũ trụ, trong điều kiện chân không, giải phóng một số khí bên trong thường bị mắc kẹt bên trong chúng. Các mẫu khí ATV được thu thập trong các thử nghiệm trong buồng chân không và sau đó sẽ được phân tích. Các kỹ sư hàng không vũ trụ muốn chắc chắn rằng khí ATV không làm ô nhiễm các cơ chế quan trọng của tàu vũ trụ, giống như các cơ chế quay các tấm pin mặt trời về phía Mặt trời. Vòng quay của chúng ở các nhiệt độ khác nhau được thực hiện đúng cách, mặc dù bốn tấm pin mặt trời không được gắn trên ATV để thử nghiệm.
Một nghìn chuỗi thử nghiệm
Mục tiêu chính của thử nghiệm là xác minh rằng trong môi trường chân không nhiệt, tất cả các vật dụng phần cứng đều hoạt động tốt với nhau. Để đạt được mục tiêu này cho một tàu vũ trụ phức tạp như ATV, cần phải phát triển, điều chỉnh và xác nhận bởi các kỹ sư của Astrium với khoảng một nghìn quy trình thử nghiệm và trình tự thử nghiệm tự động.
Ví dụ, trong quá trình thử nghiệm, các kỹ sư của ATV cũng kích hoạt một số bộ phận chuyển động của tàu vũ trụ. Ngay khi mệnh lệnh được đưa ra để mở rộng hoặc rút lại đầu dò của hệ thống lắp ghép, họ có thể thấy nó di chuyển chậm, trong khi nhìn qua các cửa sổ LSS nhỏ gần đỉnh tàu vũ trụ.
Trong những ngày cuối cùng của thử nghiệm, một số động cơ mô phỏng của 32 máy đẩy động cơ đã được thực hiện bằng khí heli, để xác minh sự tương tác thích hợp giữa các hệ thống phụ đẩy và hệ thống điện tử hàng không. Ngoài ra, tất cả các phần cứng cần thiết của ATV để thực hiện các thao tác khẩn cấp để tránh va chạm với ISS đã được kiểm tra trong các thử nghiệm nhiệt bằng cách mô phỏng hiệu suất của bốn thao tác như vậy.
Nhờ các thử nghiệm rộng rãi này, có thể xác nhận toàn bộ ATV, nghĩa là tất cả phần cứng trong khi nó đang phản ứng với các điều kiện quỹ đạo khắc nghiệt. Đồng thời, chúng tôi có thể kiểm tra hiệu suất hoàn chỉnh của phần cứng và phần mềm cần thiết cho điều khiển công suất và nhiệt trong điều kiện gần không gian, ED, Marc Chevalier, người quản lý Astrium ATV của Kiểm tra tích hợp hội (AIT) cho biết. Thử nghiệm thành công này cũng sẽ cho chúng ta thấy một số cải tiến nhỏ trong quy trình phần mềm mà sẽ tốt khi thực hiện.
Trong những tuần tới, khoảng 50 gigabyte dữ liệu thử nghiệm được lưu trữ trong 270 giờ thử nghiệm chức năng được thực hiện trong quá trình thử nghiệm nhiệt, đã được lưu trữ, sẽ được phân tích cẩn thận để đảm bảo rằng mọi sự bất thường hoặc lỗi nhỏ đều được hiểu đầy đủ.
Nguồn gốc: ESA News Release
