Allgemeine Anforderungen an die thermische Vakuumprüfung von Raumfahrzeugen

Während der Entwicklung von Raumfahrzeugen Thermischer VakuumtestDie Ausrüstung dient zur Simulation von Umgebungen wie Hochvakuum, Kälte, Sonneneinstrahlung und hohen Temperaturen. Die Norm *GJB 3758A-2019: Thermische Simulationsmethoden für Raumfahrzeug-Thermaltests* legt die spezifischen Anforderungen an diese Ausrüstung fest; diese werden im Folgenden erläutert.

Allgemeine Anforderungen an thermische Vakuumprüfgeräte für Raumfahrzeuge:

Prüfgeräte: Huanyi-Instrumente Thermovakuum-Prüfgeräte

Prüfnorm: GJB 3758A-2019 Thermische Simulationsverfahren für Raumfahrzeuge – Thermische Weltraumtests

Wichtigste Anforderungen:

I. Druck:

Der Druck innerhalb der Thermovakuum-Prüfanlage muss während des Tests überwacht werden. Bei nicht druckbeaufschlagten Raumfahrzeugen oder Modulen darf der Druck 1,3 × 10² Pa nicht überschreiten; bei druckbeaufschlagten Raumfahrzeugen oder Modulen darf der Druck 6,0 × 10² Pa nicht überschreiten.

II. Abmessungen:

Die Dimensionen der Weltraumumgebung Simulationskammer muss die Installations- und Betriebsanforderungen des Prüflings und der zugehörigen Werkzeuge berücksichtigen und folgende Kriterien erfüllen:

a) Bei der Simulation des externen Wärmestroms mit Hilfe der Methode des einfallenden Wärmestroms während eines Wärmebilanztests muss das Verhältnis der charakteristischen Abmessung der Weltraumumgebungssimulationskammer zu der des Raumfahrzeugs im Allgemeinen mindestens 3 betragen.

b) Bei der Simulation des externen Wärmestroms mittels der Methode des absorbierten Wärmestroms oder der Methode der äquivalenten Strahlungswärmesenkentemperatur während eines Wärmebilanztests muss das Verhältnis der charakteristischen Abmessung der Weltraumumgebungssimulationskammer zu der des Raumfahrzeugs im Allgemeinen nicht weniger als 2 betragen.

III. Kühlkörper:

Die Anforderungen an den Kühlkörper lauten wie folgt:

a) Bei der Simulation des externen Wärmestroms für Wärmebilanztests darf die Oberflächentemperatur des Kühlkörpers 100 K nicht überschreiten; für die dem Raumfahrzeug zugewandte Oberfläche des Kühlkörpers muss die solare Absorptionsfähigkeit mindestens 0,95 und der hemisphärische Emissionsgrad mindestens 0,90 betragen;

b) Wird bei Wärmebilanzversuchen ein Sonnensimulator zur Simulation des externen Wärmestroms verwendet, darf die Temperatur der beweglichen Kühlkörperoberfläche, die den Erdschatten simuliert, 100 K nicht überschreiten.

c) Bei der Temperatursimulation für Thermovakuumtests muss der Kühlkörper die Hoch- und Tieftemperaturtestanforderungen des Raumfahrzeugs erfüllen.

IV. Hintergrundwärmestrom:

Bei der Simulation des externen Wärmestroms für Wärmebilanzprüfungen darf der Hintergrundwärmestrom der thermischen Vakuumprüfeinrichtung 10 W/m² nicht überschreiten.

V. Testunterstützungsstruktur:

Die Anforderungen an die Testinfrastruktur für Raumfahrzeuge lauten wie folgt:

a) Es muss im Allgemeinen die Fähigkeit besitzen, das Raumfahrzeug in einer horizontalen Position zu halten und diese beizubehalten;

b) Es muss in der Lage sein, Vakuum- und Tieftemperaturtests standzuhalten;

c) Seine Festigkeit und Steifigkeit müssen den Anforderungen an die Unterstützung des Raumfahrzeugs und der thermischen Simulationsvorrichtung genügen, wobei ein angemessener Sicherheitsspielraum einzuhalten ist;

d) Seine mechanischen Schnittstellen müssen die Anforderungen für die Verbindung mit dem Raumfahrzeug erfüllen;

e) An den Verbindungsstellen zwischen der Testträgerstruktur und dem Raumfahrzeug sind Maßnahmen wie thermische Isolierung oder aktive Temperaturregelung umzusetzen, um den Wärmetransport durch die Trägerstruktur zu minimieren und die Behinderung und die Strahlungswärmeeinwirkung auf das Raumfahrzeug zu verringern.