أمضت مركبة النقل الآلي الجديدة التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، Jules Verne ، مؤخرًا 21 يومًا في غرفة تحاكي البرد والإشعاع والفراغ في الفضاء. وستُلحق المركبة الفضائية التي يبلغ وزنها 20 طناً في نهاية المطاف بأعلى صاروخ أريان 5 في صيف عام 2007 ، وتطير إلى محطة الفضاء الدولية. سيتم بناء أسطول كامل من هذه المركبات الفضائية في نهاية المطاف ، ونقل البضائع البديلة إلى المحطة ، ثم العمل كعلب قمامة يمكن التخلص منها ، وتحترق في الغلاف الجوي للأرض.
على مدار 21 يومًا متتالية ، لم تنجح Jules Verne ، أول مركبة نقل آلي (ATV) ، في تجاوز أكثر الظروف صرامة في بيئة الفضاء فحسب ، ولكنها نجحت في اختبار برامج الطيران والأجهزة الخاصة بها على الأرض في ظل أصعب ظروف المحاكاة. من فراغ الفضاء ودرجات الحرارة المتجمدة وحرق أشعة الشمس.
من المقرر أن تقوم Jules Verne ATV ، المركبة الفضائية الأكثر تعقيدًا التي تم تطويرها على الإطلاق في أوروبا ، برحلتها الافتتاحية على متن Ariane 5 في صيف 2007 لإعادة تزويد محطة الفضاء الدولية. أكملت للتو حملتها الاختبارية الأكثر شمولاً في مرافق الاختبار التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية في ESTEC ، في نوردفيك ، هولندا.
"بدأت في 22 نوفمبر حملة الاختبار ، بدورات مختلفة من البرد والساخن ، تم إجراؤها وفقًا للجدول الزمني ، وكان" سلوك "سفينة الفضاء المعقدة هذه يتماشى بشكل عام مع الحملة المتوقعة عند التفاعل مع البرد والساخن قال Bachisio Dore ، مدير ESA ATV لـ Integration & Verification (AIV). "يمثل الإكمال الناجح لهذه الحملة الاختبارية معلماً رئيسياً لبرنامج ATV."
التحدي الحراري
كان الجانب الأكثر تحديًا في الاختبار هو Jules Verne ATV للحفاظ على درجات الحرارة ضمن حدود صارمة متوافقة مع جميع أجزاء الأجهزة التي تشكل أنظمةها الفرعية المتطورة. برامج محددة وتكنولوجيا جديدة تمكن ATV من موازنة درجات الحرارة على سفينة الفضاء والسماح لها بالتحليق بسلاسة في الظلام المتجمد وإشعاع الشمس المحترق وفي فراغ البيئة المدارية.
وأوضح أحد مهندسي أستريوم والمقاولين من الباطن الـ 35 الذين يراقبون المركبة الفضائية: "الأمر أشبه بوضع الكمبيوتر المحمول في الفريزر ، ثم تعريضه للشمس في حرارة الصيف والعودة مرة أخرى إلى الفريزر أثناء استخدامه باستمرار". على مدار الساعة سبعة أيام في الأسبوع.
Jules Verne ليس جهاز كمبيوتر محمول - إنه مركبة فضائية يبلغ وزنها 20 طنًا ، بحجم حافلة ذات طابقين ، مع عشرات من أجهزة الكمبيوتر القوية وكمية كبيرة من الإلكترونيات. إن برمجياتها التي تحتوي على مليون سطر من الكود تجعلها الأكبر والأكثر تفصيلاً على الإطلاق في أوروبا.
كانت أجهزة الاستشعار الحرارية المدمجة 625 و 250 مستشعرًا إضافيًا ، والتي تمت إضافتها بشكل خاص داخل وحول جول فيرن للاختبار ، تراقب بعناية أن درجات الحرارة لا تزال ضمن حدودها المقبولة على مدار الساعة.
وفي الوقت نفسه ، تم استنساخ الظروف البيئية داخل المدار والدورات الحرارية داخل غرفة محاكاة الفضاء الضخم (LSS) التي تبلغ مساحتها 2300 متر مربع. تم تحقيق مستوى فراغ نموذجي يبلغ المليون من المليار ، وتم تخفيض درجة حرارة الغرفة الخارجية إلى 30 درجة مئوية تحت الصفر أو ناقص 80 درجة مئوية وفقًا لدورة الاختبار ؛ ولفترات قصيرة ، تم تنشيط جهاز محاكاة الشمس ، مما يوفر شعاعًا أفقيًا شمسيًا بقطر 6 أمتار ، لإشعاع تدفق قوي يبلغ 1400 واط لكل متر مربع على الطبقة البيضاء المبهرة التي تحمي جول فيرن.
مواسير حرارية حديثة
يتكون ATV من وحدتين رئيسيتين مع متطلبات درجة الحرارة الخاصة بهما. ناقلة البضائع المتكاملة المضغوطة ، مع مقصورة مساحتها 48 مترًا مكعبًا مخصصة لنقل حمولة إعادة التزويد بالكامل إلى المحطة (مع كتلة قصوى تبلغ 7 667 كجم). يجب أن تبقى هذه الوحدة ، التي ترسو إلى محطة الفضاء الدولية ، بين 20 درجة مئوية و 30 درجة مئوية بين الإطلاق والرسو ، وخلال المرحلة المرفقة مع محطة الفضاء الدولية ، خاصة عند نقل وقود التزود بالوقود إلى المحطة.
يجب أن تظل وحدة إلكترونيات الدفع / الدفع غير المضغوطة ، والتي تشمل محركات الصواريخ والطاقة الكهربائية والإلكترونيات وأجهزة الكمبيوتر والاتصالات وإلكترونيات الطيران ، بين 0 درجة مئوية و 40 درجة مئوية.
خليج إلكترونيات الطيران ، وهو دماغ ATV ، ينتج حرارته الخاصة من الأعداد الكبيرة من المعدات الإلكترونية ، وفي الوقت نفسه يدير نظامًا متطورًا للغاية للتحكم في ارتفاع درجة الحرارة. "بفضل 40 أنبوبًا حراريًا متغيرًا عالي التوصيل يقع في خليج إلكترونيات الطيران ، فإن ATV قادرة على حمل الحرارة وإطلاق الطاقة مباشرة إلى الفضاء أو ، خلاف ذلك ، لتسخين أجزاء أخرى في بيئة اقتصادية للغاية موضه. هذه التقنية الجديدة تعني أنه يمكننا التخلص من 50٪ طاقة إضافية لسفينة الفضاء بأكملها ، وما زلنا نحافظ على بيئة درجة الحرارة الداخلية المناسبة "، كما يوضح باتريك أوغر ، مهندس أستريوم الحراري.
كان الهدف الآخر من الاختبار هو مراقبة إطلاق الغازات ATV ، الناجم عن بعض مواد سفينة الفضاء التي ، في ظروف الفراغ ، تطلق بعض الغازات الداخلية التي عادة ما تكون محاصرة داخلها. تم جمع عينات غاز ATV خلال الاختبارات في غرفة التفريغ وسيتم تحليلها لاحقًا. يريد مهندسو الفضاء التأكد من أن غازات ATV لا تلوث الآليات الحرجة للمركبة الفضائية ، مثل تلك التي تدير الألواح الشمسية نحو الشمس. أدارها في درجات حرارة مختلفة بشكل صحيح ، على الرغم من أن الألواح الشمسية الأربعة لم يتم تركيبها على ATV للاختبار.
ألف تسلسل اختبار
كان الهدف الرئيسي من الاختبار هو التحقق من أنه في بيئة الفراغ الحراري تعمل جميع عناصر الأجهزة معًا بشكل صحيح. لتحقيق هذا الهدف بالنسبة لمركبة فضائية معقدة مثل ATV ، كان مطلوبًا تطوير وضبط ومصادقة مهندسي Astrium لحوالي ألف إجراء اختبار وتسلسل اختبار آلي.
على سبيل المثال ، أثناء الاختبار ، قام مهندسو ATV أيضًا بتنشيط بعض الأجزاء المتحركة من سفينة الفضاء. وبمجرد إصدار الأمر لتمديد أو سحب مسبار نظام الإرساء ، تمكنوا من رؤيته يتحرك ببطء ، أثناء النظر عبر نوافذ LSS الصغيرة بالقرب من أعلى سفينة الفضاء.
في الأيام الأخيرة من الاختبار ، تم تنفيذ العديد من عمليات المحاكاة لـ 32 من محركات الدفع باستخدام غاز الهليوم ، من أجل التحقق من التفاعل الصحيح بين أنظمة الدفع وإلكترونيات الطيران. بالإضافة إلى ذلك ، تم اختبار جميع الأجهزة التي يحتاجها ATV لإجراء مناورات الطوارئ لتجنب الاصطدام مع محطة الفضاء الدولية أثناء الاختبارات الحرارية من خلال محاكاة أداء أربعة من هذه المناورات.
"بفضل هذه الاختبارات المكثفة ، كان من الممكن التحقق من ATV بالكامل ، أي جميع الأجهزة أثناء تفاعلها مع الظروف المدارية القاسية. في الوقت نفسه ، يمكننا التحقق من الأداء الكامل للأجهزة والبرامج اللازمة للطاقة والتحكم الحراري في ظروف قريبة من الفضاء "، كما يقول Marc Chevalier ، مدير Astrium ATV في اختبار تكامل التجميع (AIT). "سيوضح لنا هذا الاختبار الناجح أيضًا بعض التحسينات الطفيفة في إجراءات البرامج التي سيكون من الجيد تنفيذها."
في الأسابيع المقبلة ، سيتم تحليل حوالي 50 غيغابايت من بيانات الاختبار المخزنة خلال 270 ساعة من الاختبار الوظيفي الذي تم إجراؤه أثناء الاختبار الحراري ، والتي تم أرشفتها ، بعناية للتأكد من أن أي حالات شاذة أو أخطاء بسيطة مفهومة تمامًا.
المصدر الأصلي: بيان صحفي لوكالة الفضاء الأوروبية
