Arizona Üniversitesi Steward Gözlemevi'ndeki gökbilimciler, yeni nesil küçük uydu araştırma teleskoplarının geliştirilmesini ve kalifikasyonunu hızlandırmak için Rydberg Vacuum Sciences'ın test kitini kullanıyor
ABD teknoloji start-up'ı Rydberg Vakum Bilimleri (RVS), küçük uydu uzay görevlerinin (genel olarak kütlesi 1 ila 500 kg arasında değişen araçlar) geliştirilmesini ve doğrulanmasını destekleyen, yeni ortaya çıkan test ve ölçüm ekosisteminde "başvurulması gereken" ekipman sağlayıcısı olarak ileriye doğru bir yörünge çizmeye devam ediyor . Daha doğrusu RVS, küçük uydular ve bunları oluşturan bileşenler, alt sistemler ve sistemler için ön kontrol yeterlilik iş akışında temel olanak sağlayan teknolojiler olan uygun fiyatlı, kullanıma hazır termal vakumlu pişirme ve termal vakumlu döngü ürünlerinin sağlanmasında uzman bir niş oluşturuyor. enstrümantasyon.
Küçük uydu geliştiricilerinin astronomik gözlem, uzaktan algılama, çevre koruma ve varlık takibi ve lojistik gibi çok çeşitli uygulamalarda ticari ve bilimsel fırsatlar açtığı, gelişen pazar bağlamı öğreticidir. Her şeyin merkezinde, küçük uydu inovasyonu, yerleşik ve yeni giren üreticilerin yanı sıra akademik araştırma gruplarıyla birlikte hızla ilerlemekte, giderek azalan yüklere daha fazla işlevsellik sığdırırken bir yandan da pazara giriş engellerini daha da azaltmaktadır. uzay endüstrisi.
Göreve hazır olma testi
Tüm bunlar, uydu geliştiricilerinin ve mühendislik ekiplerinin sermaye ve operasyonel harcamaları üzerinde aşağı yönlü acımasız bir baskı anlamına geliyor; özellikle de uydu sistemlerini fırlatma ve nihayetinde yörüngede uzun vadeli operasyon için nitelendirmek için gereken titiz test programları söz konusu olduğunda. Bu konuyla ilgili bir örnek olay çalışması Astronomik Uyarlanabilir Optik Merkezi (CAAO) Steward GözlemeviAstronomi bölümünün araştırma kolu University of Arizona (Tucson, AZ). CAAO ekibi aynı zamanda büyüyen RVS müşterileri ağının en son üyesidir ve bu nedenle son birkaç aydır satıcının termal vakum (TVAC) test odasını devreye alma ve kabul yoluyla test etmektedir.
Yardımcı doçent ve asistan gökbilimci Ewan Douglas, "Uyarlanabilir optik sistemler, gelişmiş IR ve UV dedektörleri ve yüksek performanslı kriyostatlar dahil olmak üzere, gelecekteki uzay tabanlı küçük uydu teleskoplarına dahil edilecek prototip araştırma araçları geliştiriyoruz" diye açıklıyor. Steward Gözlemevi'nde. Douglas ise uzay enstrümantasyonu, dalga cephesi algılama ve kontrolü ile güneş dışı gezegenlerin ve enkaz disklerinin yüksek kontrastlı görüntülenmesini kapsayan geniş kapsamlı bir araştırma çabasına liderlik ediyor. "TVAC odasının test yetenekleri, bilimsel cihazlarımızın ve uydu yüklerimizin teknik ve görev hazırlığını ilerletmemizi sağlayacak" diye ekliyor. "Bu şekilde, Arizona Üniversitesi'nin NASA finansman tekliflerine verdiği yanıtları çok daha ilgi çekici hale getirmeyi umuyoruz."
Operasyonel detay
Herhangi bir fırlatma öncesi test programı için, Douglas ve onun CAAO meslektaşları gibi enstrümantasyon geliştiricileri, genellikle küçük bir uydu misyonunun yörüngede bir kez deneyimlemesi muhtemel aşırı sıcaklıkların bir modelini oluşturacaklardır. Bunu, modellemenin yinelenmesi ve doğrulanması ve herhangi bir yerel ısıtma/soğutma ünitesinin ön saftaki araştırma cihazları ve bunlarla ilgili donanım üzerinde istenen etkiye sahip olmasını sağlamak için gerekli olan laboratuvar bazlı kapsamlı bir termal vakum testi programı takip ediyor.
Bu senaryoda RVS TVAC odası, geliştiricilerin teknoloji performansını birden fazla koordinat üzerinden değerlendirmesine olanak tanır. Örneğin bir termal vakum bisiklet testi, aracın donanım ve enstrümantasyonunun yüksek vakumlu bir ortamda aşırı sıcak ve soğuk sıcaklıklardan oluşan "adım-tekrar" programına tabi tutulduğunu ve termal denge testine tabi tutulduğunu görecektir. Geminin termal kontrol sistemlerinin, kilit sistemlerin sıcaklığını önceden tanımlanmış sınırlar içinde tutmak için etkinliğini göstermeyi amaçlıyor. Ayrıca, uydu donanımının yüksek vakum altında yüksek sıcaklığa ısıtılarak malzeme gaz çıkışının (ürünleri yerleşik görüntüleme sistemlerinin, termal radyatörlerin, güneş pillerinin işleyişini olumsuz etkileyebilecek) miktarını ölçmek için bir vakumla pişirme gereksinimi de vardır. ve benzerleri).
Burada başka bir fırsat yatıyor. CAAO ekibi uzay tabanlı enstrümantasyonunun performans sınırlarını zorlarken bile, maliyet düşürmeye yönelik paralel bir kararlılık, özellikle ticari kullanıma hazır (COTS) donanımın konuşlandırılmasında, Ar-Ge karışımının büyük bir parçası olmaya devam ediyor ve yazılım (ısmarlama teknoloji çözümlerinin geliştirilmesi yerine). Douglas, "TVAC odası için önemli bir kullanım durumu, COTS ürünlerini (örneğin bir optik detektör veya yerleşik bilgisayar) almayı ve bunların hala uzay benzeri bir ortamda çalıştığından emin olmayı içerir" diyor. "Uzay nitelikli COTS teknolojileri, küçük uydu astronomi görevlerinin genel maliyetini düşürmek için temel öneme sahiptir."
Gereksinimlere karşı teslimat
RVS'nin kendi kullanıma hazır termal vakum sistemlerine verdiği önem de aynı derecede önemlidir. Başka bir deyişle, bu, kabul edilebilir bir fiyat noktasında termal test yapılması ve aynı zamanda kullanım kolaylığının en üst seviyede olması anlamına gelir. Douglas ve diğer gökbilimcilerin araştırmalarını destekleyen çeşitli mühendis, teknisyen ve makinistlerden oluşan bir ekibe başkanlık eden CAAO teknik müdürü Manny Montoya, "Teklif çağrımıza yanıt verirken RVS, fiyat açısından rekabetçiydi ve istenen işlevselliğe karşı teslim edildi" diyor. Steward Gözlemevi.
Söz konusu işlevsellik, Tucson kampüsündeki herhangi bir küçük uydu misyonunun yüksek vakumdaki aşırı sıcaklıkların etkilerini araştırmak için kullanabileceği genel amaçlı bir vakum test odasını kapsıyor. Dahası, TVAC odası aynı zamanda Steward Gözlemevi gökbilimcilerine 10°C'ye kadar düşük vakum rejimlerine erişme olanağı da sağlıyor.-8 Torr – gibi bilimsel görevlere yönelik üst düzey enstrümantasyona hak kazanırken temel bir gereklilik Aspera. Steward Gözlemevi gökbilimcisi Carlos Vargas liderliğindeki bu NASA projesi, yakındaki galaksi haleleri etrafındaki sıcak-sıcak faz koronal gazın haritasını çıkaracak (ve dolayısıyla galaksi oluşumuna ve evrimine ışık tutacak) aşırı UV astrofizik küçük bir uydu geliştiriyor. .
Termal vakum test sistemleri: küçük uyduların uçuş öncesi kalifikasyonu için hazırlıklar
CAAO'nun sahip olması gereken bir diğer şey ise titreşim yalıtımıdır, böylece Douglas ve ekibi TVAC test odasında hassas uyarlanabilir optik sistemleri değerlendirebilir. Bu bağlamda RVS, vakum odasının dışındaki pnömatik ayaklarla asılı duran bir optik masadan oluşan yeni bir çözüm önerdi; bu konfigürasyon, bina zemininden (örneğin, trafikten veya trafikten) gelen her türlü titreşimi sönümleyerek test edilen optikleri izole eden bir konfigürasyondur. Kapıların açılması ve kapanması).
Montoya şu sonuca varıyor: "Teklif taleplerine yanıt verirken RVS, CAAO'nun teknik gereksinimlerini anlama ve TVAC sistemini buna göre uyarlama konusunda harika bir iş çıkardı; bu, şirketin araştırma ve endüstri uygulamalarına yönelik termal vakum testi konusundaki kapsamlı teknik alan bilgisinin bir kanıtıdır."
