Testowanie ładunków kosmicznych

Duże ładunki przeznaczone do pracy w przestrzeni kosmicznej – takie jak satelity i teleskopy – muszą przed wystrzeleniem przejść szeroko zakrojone testy: zarówno testy wibracyjne (ograniczone środowiskowo i siłowo), jak i testy kriogeniczne wymagają zastosowania specjalnych czujników siły i akcelerometrów, które sprostają tym wymaganiom.

Testowanie w komorze termicznej próżniowej w celu określenia właściwości mechanicznych

Testing in the vacuum chamber requires accelerometers and force sensors with ultra-low temperature capabilities.

Wydajność teleskopu zależy od stabilności w zakresie nanometrów, dlatego stabilność w pełni wyposażonych płyt montażowych ma kluczowe znaczenie. Muszą one być testowane w komorach termicznych próżniowych odpowiednich do testowania w warunkach kriogenicznych i zaprojektowanych tak, aby zapewnić wyjątkową stabilność termiczną w temperaturach poniżej –250 °C (–420 °F). Testowanie w komorze próżniowej wymaga akcelerometrów i czujników siły o bardzo niskiej temperaturze pracy.

Płyty montażowe mogą utrzymywać lustro główne, a także inne elementy optyczne teleskopu i cały moduł instrumentów naukowych. Testy umożliwiają modyfikację systemu tak, aby płyty montażowe – a ostatecznie teleskop – mogły być izolowane w komorze. Niektóre środowiska testowe obejmują nowy, warstwowy system chłodzenia helem i azotem: pozwala to płytom montażowym osiągnąć niskie temperatury, które symulują temperatury robocze w przestrzeni kosmicznej. Umożliwiają one kriogeniczne wyrównanie optyczne i testowanie wielu segmentów lustra głównego w procesie znanym jako „fazowanie (phasing)” . Testy tego rodzaju wymagają akcelerometrów i czujników siły przystosowanych do pracy w bardzo niskich temperaturach.

Akcelerometry trójosiowe o niskiej masie

Konstrukcje statków kosmicznych są często wykonane z cienkich, lekkich materiałów, dlatego wymagają akcelerometrów o niskiej masie, czasami poniżej 1 grama.

Okablowanie o niskim poziomie odgazowania

Hermetycznie zamknięte czujniki i okablowania o niskim poziomie odgazowania firmy Kistler są czasami dopuszczone do stosowania w komorach termicznych próżniowych, a nawet mogą pozostać na satelicie podczas startu.

Rozwiązania o niskim poziomie szumów do testów środowiskowych z mikrowibracjami

Progi czujników wahają się od bardzo niskich (100 μg) do wyższych poziomów przyspieszeń g. Dzięki rozwiązaniom firmy Kistler o niskim poziomie szumów ten sam czujnik może być używany w całym zakresie.

Testy wibracyjne ładunku kosmicznego i testy wibracyjne z ograniczeniem siły (force limited vibration testingFLVT)

Space payload environmental vibration testing and force limited vibration testing (FLVT)

Ładunki kosmiczne poddawane są jednymi z najbardziej wyczerpujących testów na świecie: testy kwalifikacyjne wibracji dla satelitów to tylko jeden z przykładów. Rozbudowane testy ładunków są przeprowadzane podczas opracowywania produktu w celu optymalizacji konstrukcji, a także w fazie produkcji, aby zapewnić przetrwanie podczas startu, rozmieszczenia i długotrwałej eksploatacji. Aby symulować warunki środowiskowe, w których ładunek musi przetrwać podczas startu rakiety, do realistycznych testów obciążenia dynamicznego wykorzystuje się wzbudniki elektrodynamiczne.

Testy wibracyjne z ograniczeniem siły mogą zapobiec nadmiernym testom, które mogłyby uszkodzić kosztowne satelity. Dzięki pomiarowi i ograniczeniu sił reakcji między ładunkiem a stołem ślizgowym przyspieszenie jest ograniczane przy rezonansach ładunku. Podczas rzeczywistego lotu przyspieszenie wejściowe jest ograniczane przy częstotliwościach rezonansowych ładunku, ponieważ impedancja mechaniczna mocowania konstrukcyjnego i ładunku jest podobna. W testach wibracyjnych siły oddziaływania między ładunkiem kosmicznym a interfejsem są wyższe przy rezonansach ładunku; wynika to z faktu, że wibrator ma bardzo wysoką impedancję mechaniczną i jest kontrolowany przez przyspieszenie interfejsu.

Wysoka rozdzielczość

Akcelerometry firmy Kistler wykrywają drgania tła w zakresie mikrowibracji.

Zdolność kriogeniczna

Czujniki z wyjściem ładunkowym lub akcelerometry IEPE w trybie napięciowym charakteryzują się wyjątkowym zakresem temperatur od poniżej typowej wartości -54°C (-65°F) do -196°C (-320°F).

Czujniki i kable o niskim poziomie odgazowania

Narażenie na wysokie próżnie panujące w środowisku kosmicznym powoduje odgazowanie materiału, które uwalnia uwięziony gaz. Hermetycznie zamknięte czujniki i kable o niskim poziomie odgazowania firmy Kistler zostały zaprojektowane tak, aby idealnie spełniać wszystkie potrzeby.

Odchylenie czułości poniżej 1%

Nasze akcelerometry IEPE (tryb napięciowy) oparte na technologii PiezoStar są idealnymi czujnikami do precyzyjnych badań drgań dzięki wysokiej stabilności temperaturowej.