O novo veículo de transferência automatizada da ESA, Jules Verne, passou recentemente 21 dias em uma câmara que simulava o frio, a radiação e o vácuo do espaço. A sonda de 20 toneladas acabará sendo anexada ao topo de um foguete Ariane 5 no verão de 2007 e levada para a Estação Espacial Internacional. Uma frota inteira dessas naves espaciais será construída, transferindo carga de reposição para a estação e servindo como latas de lixo descartáveis, queimando na atmosfera da Terra.
Por 21 dias seguidos, Jules Verne, o primeiro Veículo de Transferência Automatizada (ATV), não apenas sobreviveu às condições mais rigorosas do ambiente espacial, como também testou com sucesso em campo seu software e hardware de voo nas mais difíceis condições simuladas. de vácuo espacial, temperaturas congelantes e radiação solar ardente.
O ATV Jules Verne, a espaçonave mais complexa já desenvolvida na Europa, deve fazer seu voo inaugural no topo de um Ariane 5 no verão de 2007 para reabastecer a Estação Espacial Internacional. Acabou de completar sua campanha de teste mais exaustiva nas instalações de teste da ESA na ESTEC, em Noordwijk, na Holanda.
“Iniciada em 22 de novembro, a campanha de teste, com diferentes ciclos de fases de frio e quente, foi realizada de acordo com o cronograma e o 'comportamento' dessa espaçonave complexa geralmente está alinhado com o esperado ao reagir ao frio e à quente. ambiente ”, afirmou Bachisio Dore, gerente de integração e verificação de montagem (AIV) da ESA ATV. "A conclusão bem-sucedida desta campanha de teste representa um marco importante para o programa ATV".
Desafio térmico
O aspecto mais desafiador do teste foi o ATV Jules Verne manter suas temperaturas dentro de limites estritos compatíveis com todas as milhares de partes de hardware que compõem seus sofisticados subsistemas. Software específico e nova tecnologia permitem que o ATV equilibre as temperaturas da nave espacial e voe suavemente na escuridão congelante, na queima da radiação do sol e no vácuo do ambiente orbital.
“É como colocar o laptop do computador no freezer e depois expô-lo ao sol no calor do verão e voltar ao freezer enquanto você o usa continuamente”, explicou um dos 35 engenheiros da Astrium e subcontratados que estão monitorando a espaçonave 24 horas por dia, sete dias por semana.
Jules Verne não é laptop - é uma espaçonave de 20 toneladas, do tamanho de um ônibus de dois andares, com dezenas de computadores poderosos e uma grande quantidade de eletrônicos. Seu software de um milhão de linhas de código o torna o maior e mais elaborado já desenvolvido na Europa.
Os 625 sensores térmicos embutidos e outros 250 sensores extras, especialmente adicionados dentro e ao redor de Jules Verne para o teste, monitoram cuidadosamente que as temperaturas permaneçam dentro de seus limites aceitáveis o tempo todo.
Ao mesmo tempo, dentro da enorme câmara do simulador de grande espaço (LSS) de 2 300 m³, foram reproduzidas condições ambientais em órbita e ciclos térmicos. Foi atingido um nível de vácuo típico de um milionésimo de milibar, a temperatura da câmara externa foi reduzida para menos 30 ° C ou menos 80 ° C de acordo com o ciclo de teste; e por curtos períodos, o simulador Sun foi ativado, fornecendo um feixe solar horizontal de 6 metros de diâmetro, para irradiar um poderoso fluxo de 1400 Watts por metro quadrado na deslumbrante camada branca que protege Jules Verne.
Tubos térmicos de última geração
O ATV consiste em dois módulos principais com seus próprios requisitos de temperatura. O Transportador de Carga Integrado pressurizado, com seu compartimento de 48m³ dedicado a transportar toda a carga de reabastecimento para a Estação (com uma massa máxima de 7 667 kg). Este módulo, que atraca para o ISS, deve permanecer entre 20 ° C e 30 ° C entre o lançamento e o cais, e durante a fase anexada ao ISS, especialmente quando o propulsor de reabastecimento é transferido para a Estação.
O módulo aviônico / propulsão não pressurizado, que inclui motores de foguete, energia elétrica, eletrônicos, computadores, comunicações e aviônicos, deve permanecer entre 0 ° C e 40 ° C.
A baía de aviônicos, que é o cérebro do ATV, produz seu próprio calor a partir de um grande número de equipamentos eletrônicos e, ao mesmo tempo, gerencia um sistema muito sofisticado para controlar o superaquecimento. “Graças aos 40 tubos de calor de condutividade variável de última geração, localizados na baía de aviônicos, o ATV é capaz de transportar o calor e liberar a energia diretamente no espaço ou, caso contrário, aquecer outras partes de maneira econômica. moda. Essa nova tecnologia significa que podemos nos livrar de 50% a mais de energia de toda a nave espacial e ainda manter o ambiente certo de temperatura interna ”, explica Patrick Oger, engenheiro térmico da Astrium.
Outro objetivo do teste foi monitorar a saída de gases do ATV, causada por alguns materiais da nave espacial que, sob condições de vácuo, liberam alguns gases internos que geralmente ficam presos dentro deles. As amostras de gás ATV foram coletadas durante os testes na câmara de vácuo e serão analisadas posteriormente. Os engenheiros aeroespaciais querem ter certeza de que os gases ATV não contaminam os mecanismos críticos da espaçonave, como aqueles que giram os painéis solares em direção ao Sol. Sua rotação em diferentes temperaturas funcionou corretamente, mesmo que os quatro painéis solares não tenham sido montados no ATV para o teste.
Mil sequências de teste
O principal objetivo do teste foi verificar se, no ambiente de vácuo térmico, todos os itens de hardware estão funcionando juntos corretamente. Para atingir esse objetivo para uma espaçonave complexa como o ATV, foi necessário o desenvolvimento, ajuste e validação pelos engenheiros da Astrium de cerca de mil procedimentos de teste e sequências de testes automatizadas.
Por exemplo, durante o teste, os engenheiros da ATV também ativaram algumas das partes móveis da nave espacial. Assim que foi dada a ordem para estender ou retrair a sonda do sistema de ancoragem, eles puderam vê-la se movendo lentamente, enquanto olhavam pelas pequenas janelas LSS perto do topo da nave espacial.
Nos últimos dias de teste, várias queimadas simuladas dos 32 propulsores de motores foram realizadas com gás hélio, a fim de verificar a interação adequada entre os subsistemas de propulsão e aviônicos. Além disso, todo o hardware necessário ao ATV para realizar manobras de emergência para evitar colisão com o ISS foi testado durante os testes térmicos, simulando o desempenho de quatro dessas manobras.
“Graças a esses extensos testes, foi possível validar todo o ATV, ou seja, todo o hardware enquanto ele estava reagindo às duras condições orbitais. Ao mesmo tempo, pudemos verificar o desempenho completo do hardware e software necessários para o controle de energia e térmica em condições próximas do espaço ”, diz Marc Chevalier, gerente de Astrium ATV do AIT (Assembly Integration Test). "Esse teste bem-sucedido também nos mostrará algumas pequenas melhorias nos procedimentos de software que seria bom implementar".
Nas próximas semanas, cerca de 50 gigabytes de dados de teste armazenados durante as 270 horas de teste funcional realizados durante o teste térmico, que foram arquivados, serão cuidadosamente analisados para garantir que quaisquer anomalias ou bugs menores sejam totalmente compreendidos.
Fonte original: Comunicado de imprensa da ESA
