थर्मल वैक्यूम परीक्षण छोटे-उपग्रह अनुसंधान दूरबीनों को सितारों को देखने में मदद करता है

अमेरिकी प्रौद्योगिकी स्टार्ट-अप रिडबर्ग वैक्यूम साइंसेज (आरवीएस) छोटे-उपग्रह अंतरिक्ष मिशनों के विकास और सत्यापन का समर्थन करने वाले उभरते परीक्षण और माप पारिस्थितिकी तंत्र में "गो-टू" उपकरण प्रदाता के रूप में एक आगे के प्रक्षेप पथ को चार्ट करना जारी रखता है - मोटे तौर पर 1 से 500 किलोग्राम तक के द्रव्यमान वाले उपकरण . अधिक सटीक रूप से, आरवीएस किफायती, ऑफ-द-शेल्फ थर्मल वैक्यूम बेक-आउट और थर्मल वैक्यूम साइक्लिंग उत्पादों के प्रावधान में एक विशेषज्ञ जगह बना रहा है - छोटे उपग्रहों और उनके घटक घटकों, उप प्रणालियों के लिए प्रीफ़्लाइट योग्यता वर्कफ़्लो में कोर सक्षम प्रौद्योगिकियां। यंत्रीकरण.

यहां उभरता बाजार संदर्भ शिक्षाप्रद है, जिसमें छोटे-उपग्रह डेवलपर्स खगोलीय अवलोकन, रिमोट सेंसिंग, पर्यावरण संरक्षण और परिसंपत्ति ट्रैकिंग और लॉजिस्टिक्स जैसे विविध अनुप्रयोगों में वाणिज्यिक और वैज्ञानिक अवसर खोल रहे हैं। इस सब के केंद्र में, लघु-उपग्रह नवाचार स्थापित और नए-प्रवेशित निर्माताओं के साथ-साथ अकादमिक अनुसंधान समूहों के साथ गति से आगे बढ़ रहा है, जो लगातार घटते पेलोड में अधिक से अधिक कार्यक्षमता को निचोड़ रहा है, जबकि प्रवेश की बाधाओं को और कम कर रहा है। अंतरिक्ष उद्योग.

मिशन-तत्परता के लिए परीक्षण

यह सब उपग्रह डेवलपर्स और उनकी इंजीनियरिंग टीमों की पूंजी और परिचालन व्यय पर निरंतर गिरावट के दबाव में बदल जाता है - कम से कम जब प्रक्षेपण के लिए उपग्रह प्रणालियों को अर्हता प्राप्त करने और अंततः, कक्षा में दीर्घकालिक संचालन के लिए आवश्यक सटीक परीक्षण कार्यक्रमों की बात आती है। इस संबंध में एक केस स्टडी है खगोलीय अनुकूली प्रकाशिकी केंद्र (सीएएओ) पर स्टीवर्ड वेधशाला, खगोल विज्ञान विभाग की अनुसंधान शाखा एरिजोना विश्वविद्यालय (टक्सन, एज़ेड)। सीएएओ टीम आरवीएस ग्राहकों के बढ़ते नेटवर्क में नवीनतम सदस्य है और पिछले कुछ महीनों से विक्रेता के थर्मल वैक्यूम (टीवीएसी) परीक्षण कक्ष को कमीशनिंग और स्वीकृति के माध्यम से स्थापित कर रही है।

सहायक प्रोफेसर और सहायक खगोलशास्त्री इवान डगलस बताते हैं, "हम प्रोटोटाइप अनुसंधान उपकरण बना रहे हैं - जिसमें अनुकूली प्रकाशिकी प्रणाली, उन्नत आईआर और यूवी डिटेक्टर और उच्च-प्रदर्शन वाले क्रायोस्टैट शामिल हैं - जिन्हें भविष्य के अंतरिक्ष-आधारित छोटे-उपग्रह दूरबीनों में शामिल किया जाएगा।" स्टीवर्ड वेधशाला में. डगलस, अपनी ओर से, अंतरिक्ष उपकरण, वेवफ्रंट सेंसिंग और नियंत्रण, और एक्स्ट्रासोलर ग्रहों और मलबे डिस्क की उच्च-विपरीत इमेजिंग तक फैले एक व्यापक-स्कोप अनुसंधान प्रयास का नेतृत्व करते हैं। उन्होंने आगे कहा, "टीवीएसी चैंबर की परीक्षण क्षमताएं हमें अपने वैज्ञानिक उपकरणों और उपग्रह पेलोड की तकनीकी और मिशन-तत्परता को आगे बढ़ाने में सक्षम बनाएंगी।" "इस तरह, हम नासा के फंडिंग प्रस्तावों पर एरिज़ोना विश्वविद्यालय की प्रतिक्रियाओं को और अधिक आकर्षक बनाने की उम्मीद करते हैं।"

परिचालन विवरण

किसी भी प्रीलॉन्च परीक्षण कार्यक्रम के लिए, डगलस और उनके सीएएओ सहयोगियों जैसे उपकरण डेवलपर्स आम तौर पर तापमान चरम सीमा का एक मॉडल तैयार करेंगे जो एक छोटे-उपग्रह मिशन को कक्षा में एक बार अनुभव होने की संभावना है। इसके बाद प्रयोगशाला-आधारित थर्मल वैक्यूम परीक्षण का एक विस्तृत कार्यक्रम आता है - जो मॉडलिंग की पुनरावृत्ति और सत्यापन के लिए आवश्यक है और यह सुनिश्चित करने के लिए कि किसी भी स्थानीय हीटिंग/कूलिंग इकाइयों का फ्रंट-लाइन अनुसंधान उपकरणों और उनके संबंधित हार्डवेयर पर वांछित प्रभाव हो रहा है।

इस परिदृश्य में, आरवीएस टीवीएसी चैम्बर डेवलपर्स को कई निर्देशांक के साथ प्रौद्योगिकी प्रदर्शन का मूल्यांकन करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, एक थर्मल वैक्यूम साइकलिंग परीक्षण में यान के हार्डवेयर और उपकरण को उसकी गति के माध्यम से रखा जाएगा और उच्च-वैक्यूम वातावरण में अत्यधिक गर्म और ठंडे तापमान के "स्टेप-एंड-रिपीट" कार्यक्रम के अधीन किया जाएगा, जबकि थर्मल संतुलन परीक्षण किया जाएगा। इसका उद्देश्य पूर्वनिर्धारित सीमाओं के भीतर प्रमुख प्रणालियों के तापमान को बनाए रखने के लिए शिल्प के थर्मल नियंत्रण प्रणालियों की प्रभावशीलता को प्रदर्शित करना है। एक वैक्यूम बेक-आउट आवश्यकता भी है, जिसमें सैटेलाइट हार्डवेयर को उच्च वैक्यूम के तहत उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है ताकि सामग्री के आउटगैसिंग के स्तर को निर्धारित किया जा सके (जिनके उत्पाद ऑन-बोर्ड इमेजिंग सिस्टम, थर्मल रेडिएटर्स, सौर कोशिकाओं के कामकाज पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकते हैं) और जैसे)।

यहाँ एक और अवसर निहित है. भले ही सीएएओ टीम अपने अंतरिक्ष-आधारित इंस्ट्रूमेंटेशन की प्रदर्शन सीमाओं को आगे बढ़ा रही है, लागत में कमी के लिए एक समानांतर प्रतिबद्धता आर एंड डी मिश्रण का बहुत हिस्सा बनी हुई है - कम से कम वाणिज्यिक ऑफ-द-शेल्फ (सीओटीएस) हार्डवेयर की तैनाती में नहीं और सॉफ़्टवेयर (विशेष प्रौद्योगिकी समाधानों के विकास के बजाय)। डगलस कहते हैं, "टीवीएसी चैम्बर के लिए एक प्रमुख उपयोग के मामले में सीओटीएस उत्पाद लेना शामिल है - एक ऑप्टिकल डिटेक्टर या एक ऑनबोर्ड कंप्यूटर कहें - और यह सुनिश्चित करें कि वे अभी भी अंतरिक्ष जैसे वातावरण में काम करते हैं।" "अंतरिक्ष-योग्य सीओटीएस प्रौद्योगिकियां छोटे-उपग्रह खगोल विज्ञान मिशनों की समग्र लागत को कम करने के लिए मौलिक हैं।"

वितरण बनाम आवश्यकताएँ

उतना ही महत्वपूर्ण यह जोर है कि आरवीएस अपने स्वयं के ऑफ-द-शेल्फ थर्मल वैक्यूम सिस्टम पर जोर देता है। दूसरे शब्दों में कहें तो, इसका मतलब है कि उचित मूल्य पर थर्मल परीक्षण करना और यह भी सुनिश्चित करना कि उपयोग में आसानी सर्वोपरि है। "प्रस्तावों के लिए हमारी कॉल के जवाब में, आरवीएस कीमत पर प्रतिस्पर्धी था और वांछित कार्यक्षमता के मुकाबले वितरित किया गया था," सीएएओ तकनीकी प्रबंधक मैनी मोंटोया कहते हैं, जो डगलस और अन्य खगोलविदों के शोध का समर्थन करने वाले इंजीनियरों, तकनीशियनों और मशीनिस्टों की एक विविध टीम का नेतृत्व करते हैं। स्टीवर्ड वेधशाला.

विचाराधीन कार्यक्षमता में एक सामान्य प्रयोजन वैक्यूम परीक्षण कक्ष शामिल है जिसका उपयोग टक्सन परिसर में कोई भी छोटा-उपग्रह मिशन उच्च वैक्यूम में तापमान चरम के प्रभावों की जांच करने के लिए कर सकता है। इसके अलावा, टीवीएसी चैम्बर स्टीवर्ड वेधशाला खगोलविदों को 10 तक वैक्यूम शासन तक पहुंचने की क्षमता भी देता है।^-8 टोर - जैसे वैज्ञानिक मिशनों के लिए उच्च-स्तरीय उपकरण अर्हता प्राप्त करते समय एक आवश्यक आवश्यकता Aspera. स्टीवर्ड ऑब्ज़र्वेटरी के खगोलशास्त्री कार्लोस वर्गास के नेतृत्व में नासा की यह परियोजना एक चरम-यूवी खगोल भौतिकी छोटे उपग्रह का विकास कर रही है, जो पास की आकाशगंगा के चारों ओर गर्म-गर्म-चरण कोरोनल गैस का मानचित्रण करेगा (और, बदले में, आकाशगंगा के निर्माण और विकास पर प्रकाश डालेगा) .

एक अन्य सीएएओ में कंपन अलगाव होना चाहिए, ताकि डगलस और उनकी टीम टीवीएसी परीक्षण कक्ष के अंदर सटीक अनुकूली प्रकाशिकी प्रणालियों का मूल्यांकन कर सकें। इस संबंध में, आरवीएस ने एक नवीन समाधान प्रस्तावित किया जिसमें निर्वात कक्ष के बाहर वायवीय पैरों द्वारा निलंबित एक ऑप्टिकल टेबल शामिल है - एक कॉन्फ़िगरेशन जो इमारत के फर्श के माध्यम से आने वाले किसी भी कंपन को कम करके परीक्षण के तहत प्रकाशिकी को अलग करता है (उदाहरण के लिए, सड़क यातायात से गुजरने से, या से) दरवाजे खुलना और बंद होना)।

मोंटोया ने निष्कर्ष निकाला, "प्रस्तावों के अनुरोध का जवाब देते हुए, आरवीएस ने सीएएओ की तकनीकी आवश्यकताओं को समझने और तदनुसार टीवीएसी प्रणाली को अपनाने का बहुत अच्छा काम किया - अनुसंधान और उद्योग अनुप्रयोगों के लिए थर्मल वैक्यूम परीक्षण पर कंपनी के व्यापक तकनीकी डोमेन ज्ञान का प्रमाण।"