Перед запуском любой миссии НАСА космический корабль подвергается неделям сурового обращения. Он привязан к большому столу, который трясется так же сильно, как пуск ракеты. Его бомбардирует более громкий шум, чем рок-концерт на стадионе. Его замораживают, запекают и облучают в вакуумной камере, имитирующей крайности космоса. Миссия Surface Water and Ocean Topography (SWOT), совместная американо-французская миссия по мониторингу всей воды на поверхности Земли, прошла эти серьезные испытания. Теперь, за исключением нескольких окончательных проверок, SWOT готов к декабрьскому запуску.
Некоторые инженеры SWOT из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии потратили почти десять лет на проектирование, строительство и сборку этой сложной миссии. Наблюдение за тем, как инструменты, над которыми они работали, проходят последний этап испытаний, было напряженным, но команда приняла этот процесс спокойно. Это потому, что каждая часть SWOT, вплоть до гаек и болтов, была протестирована несколько раз, прежде чем спутник в последний раз вошел в термовакуумную камеру. Инженеры говорят, что более ранние тесты вызывали гораздо больше беспокойства.
Фиби Родс-Викетт, инженер по мехатронике из JPL, провела четверть своей жизни, работая над SWOT. Сначала она сосредоточилась на небольшом компоненте, используемом для развертывания антенн на основном инструменте космического корабля. «В первый раз, когда я тестировала свой механизм, я была в ужасе», — сказала она. Этот компонент размером с коробку салфеток был протестирован на полноразмерном шейкерном столе. «Это был просто маленький механизм, работающий сам по себе. Тест громкий, и вы можете видеть, как работает механизм», — добавил Родс-Викетт. «У нас был сбой в первом раунде тестирования. Нам пришлось перепроектировать и повторно протестировать механизм через несколько месяцев, чтобы он был сертифицирован как пригодный для использования в космосе».
После прохождения этого повторного испытания механизм был подключен к все более и более крупным системам, которые, наконец, были интегрированы в полный космический корабль SWOT. Каждый этап сборки космического корабля создает новые соединения и предоставляет еще одну возможность для человеческой ошибки, поэтому он заканчивается очередным этапом испытаний. С момента первого опыта механизм Родса-Викетта прошел вибрационные испытания еще трижды. «Каждый тест, который вы проходите, приносит облегчение, — сказала она, — но к тому времени, когда вы доберетесь до третьего или четвертого теста, ваш уровень стресса будет намного ниже».
Механизм является частью нового радиолокационного прибора SWOT, который является первым в своем роде в космосе. Радиолокационный интерферометр Ka-диапазона, или KaRIn, имеет две радиолокационные антенны, установленные на механических рычагах. Как только SWOT окажется на орбите, руки развернутся с противоположных сторон космического корабля и вытянутся до тех пор, пока антенны не окажутся на расстоянии почти 33 футов (10 метров) друг от друга. Точно так же, как пространство между вашими глазами помогает вам лучше оценивать расстояние и глубину, пространство между двумя антеннами KaRIn помогает прибору раскрывать больше деталей о земной воде. Но если процесс не идеален — если механические рычаги выдвигаются не полностью или антенны смещены даже на несколько тысячных долей градуса, — KaRIn не может провести ожидаемые измерения.
Рискованное дело
«Уникальной частью карьеры в НАСА является то, что мы всегда пытаемся создавать вещи, которые никогда раньше не создавались», — сказал Эрик Слимко из JPL, главный инженер-механик SWOT. Это означает, что каждая полезная нагрузка НАСА начинается с неизвестного фактора риска. Большинство миссий получают некоторое представление об уровне риска, развертывая прототипы инструментов на самолетах и в лабораториях, но все еще остается (буквально) заоблачная дополнительная проблема адаптации технологии, чтобы выжить при запуске и работе в космосе. «У нас нет возможности устранить весь этот риск с помощью анализа на листе бумаги», — сказал он. «Мы должны это проверить». Сертифицированы даже готовые детали.
По словам Слимко, разработка тестов, которые могли бы доказать, что складной рычаг и сборка антенны будут работать на орбите так же хорошо, как и на Земле, была «очень, очень сложной». «Во-первых, мы не можем отключить гравитацию. Но мы разработали программу проверки, которая, несмотря на то, что мы не можем воссоздать точную среду полета на земле, у нас есть полная уверенность, что она будет работать в космосе».
Для выполнения программы десятки инженеров Лаборатории реактивного движения должны были провести недели или месяцы на космическом объекте Thales Alenia в Тулузе, Франция, работая с коллегами из французского космического агентства Centre Nationale d'Etudes Spatiales (CNES), чтобы завершить серию испытаний. был собран космический корабль. Космический корабль включает в себя оборудование не только CNES и NASA, но и космических агентств Соединенного Королевства и Канады, при этом каждая команда контролирует работу своих частей во время испытаний.
Теперь почти все, что осталось, — это окончательное испытание: сам запуск. Инженеры более чем готовы. «Приятно иметь ребенка, которого вы буквально придумали, помогли вырастить, и теперь вы ведете его к финишу», — сказала Родс-Уикетт. «Очень приятно видеть, что то, во что вы вложили столько времени и усилий, продолжается и меняет мир к лучшему».
Подробнее о миссии
SWOT совместно разрабатывается НАСА и CNES при участии Канадского космического агентства и Космического агентства Соединенного Королевства. JPL, которым для НАСА управляет Калифорнийский технологический институт в Пасадене, Калифорния, возглавляет американский компонент проекта. Для полезной нагрузки полетной системы НАСА предоставляет прибор KaRIn, научный приемник GPS, лазерный ретрорефлектор, двухлучевой микроволновый радиометр и инструменты НАСА. CNES предоставляет интегрированную спутниковую систему доплеровской орбитографии и радиопозиционирования (DORIS), двухчастотный высотомер Poseidon (разработанный Thales Alenia Space), радиочастотную подсистему KaRIn (совместно с Thales Alenia Space и при поддержке космического агентства Великобритании). , платформа и сегмент наземного управления. CSA поставляет блок мощного передатчика KaRIn. НАСА предоставляет ракету-носитель и сопутствующие услуги запуска.
No comments:
Post a Comment