Испытание разряда антенны пусковой установки

14 июня 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

надежный источник

корректура

Европейского космического агентства

Поддержание пусковой установки в полете на связи с землей — одна из самых сложных задач, которые может выполнять антенна. Бороться с высокими температурами, вибрацией и атмосферным потоком достаточно сложно, но смещение уровней атмосферного давления по мере того, как ракета-носитель направляется в космический вакуум (и, возможно, обратно), может привести к опасным электрическим разрядам, называемым короной, которые проверяются здесь.

Конструкция антенны, тестируемая в Лаборатории радиочастот высокой мощности ЕКА в Валенсии, Испания, входит в квартет, который вот-вот будет эксплуатироваться на испанской суборбитальной микро-пусковой установке Miura 1, разработанной компанией PLD Space. Но четыре антенны также проходят отдельную тестовую кампанию, чтобы подготовить их к более широкому использованию в будущем.

«Всего существует четыре различных типа антенн, каждая из которых установлена ​​парами на борту «Миуры-1», — объясняет антенный инженер ЕКА Виктория Иза.

«Одна из них — это антенна глобального навигационного спутникового сигнала, использующая сигналы спутниковой навигации для отслеживания положения пусковой установки; другая — антенна S-диапазона для передачи телеметрии, а также антенны C-диапазона и УВЧ-антенны, которые обе служат системе безопасности, которая благополучно завершит полет в в случае неисправности работа в резервном режиме.

«Построенный испанской компанией Anteral, этот квартет конформных диэлектрических антенн — каждая размером примерно со смартфон и приспособленных для размещения на корпусе верхней ступени — уже квалифицирован как часть отсека авионики Miura 1. Но с Поскольку число европейских малых пусковых установок быстро растет при поддержке программы ЕКА Boost!, существует потенциал для того, чтобы эти антенны нашли более широкое применение, поэтому они проходят отдельную программу квалификации».

В рамках Программы общей технологической поддержки ЕКА, помогающей разрабатывать новые многообещающие продукты для космоса и открытого рынка, антенны в настоящее время проходят экологические испытания, в том числе термовакуумные, где они подвергаются длительному воздействию вакуума и экстремальных температур, а также вибрационные испытания.

Эти антенны должны выдерживать суровые термомеханические условия во время запуска, орбитального полета и возможного возвращения на Землю, поэтому со стороны ЕКА проект поддержали инженер-строитель Гонсало Родригес и инженер-теплотехник Мигель Копано.

Ключевыми факторами стресса являются вибрации, распространяющиеся от реактивных двигателей ракеты-носителя, толчки, возникающие в результате отделения обтекателя и ступеней, а также экстремальные температуры, возникающие в результате аэротермических потоков и - после выхода на орбиту - попеременного воздействия Солнца и холодного космоса.

Чтобы проверить, что конструкции антенн не только выживут, но и продолжат работать по назначению, команда использовала комбинацию компьютерного моделирования и наземных испытательных установок, включая электромагнитные вибростолы, пироударные столы и термовакуумные камеры.

«Большая часть испытаний проводилась в Государственном университете Наварры (UPNA), но для испытаний коронного разряда использовалась Лаборатория радиочастот высокой мощности ЕКА», — добавляет Виктория.

«Когда радиочастотная антенна окружена остаточным количеством атмосферы — например, когда пусковая установка либо покидает планетарную атмосферу, либо возвращается в нее — тогда существует вероятность того, что этот воздух ионизируется радиосигналом, что может привести к повреждению грозоподобных объектов. увольнять.

«Антенны были помещены в этот стеклянный контейнер, чтобы можно было изменять уровень окружающего воздуха во время работы антенн; стекло не препятствует передаче радиосигналов. Наша полная испытательная кампания скоро завершится, и мы надеемся, что это поможет антеннам найти новые рынки сбыта». , не только для пусковых установок — например, их продемонстрированная надежность означает, что их также можно использовать на борту планетарных посадочных модулей».