Имитация космического пространства

Имитация космического пространства – это ключевой этап проектирования и подготовки объектов для запуска на околоземную орбиту и к другим небесным телам

Поскольку естественное воспроизведение условий космоса на Земле невозможно из-за наличия у планеты атмосферы, с этой задачей призваны справляться особые устройства, которые создают внутри замкнутого объема среду, по своим свойствам не отличающуюся от космического пространства.

Имитатор космоса – это вакуумная камера с необходимым механизмом для быстрой откачки камеры до высокого и сверхвысокого вакуума и длительного поддержания давления на заданном уровне. Контроль температурных значений обеспечивает термомодуль, также возможна интеграция других конструктивных элементов для воспроизведения различных излучений и для точного позиционирования испытуемых объектов в камере.

Зачастую в технической литературе имитаторами космического пространства называют термобарокамеры. Отчасти это так, ведь последние при определенных условиях могут использоваться для воспроизведения космического пространства. Однако между двумя установками существует следующая разница:

1. Термобарокамера изготавливается не под конкретные нужды космического сектора, а для проведения испытаний в условиях одновременного изменения температуры и давления. Поэтому по отношению к строительству космических объектов её целесообразно использовать только тогда, когда требуется вакуум глубиной до 1 мбар.

2. Имитатор космического пространства создается специально и только для испытания объектов, которые впоследствии будут выведены на орбиту или направлены на космические станции. В таких установках уровень вакуума опускается до 10 мбар и ниже.

Имитаторы космоса – это одни из самых габаритных вакуумных устройств, представленных на рынке. Они имеют объем от нескольких десятков м3 до нескольких сотен м3. Говоря простым языком, внутри такой камеры может поместить полноценный космический корабль и несколько десятков человек.

Поддержание заданной температуры обеспечивается применением лучистого типа теплообмена. Охлаждение до -90 градусов по Цельсию производится с помощью фреона, охлаждение до значений ниже -90 градусов осуществляется с помощью азота в виде газа либо жидкости.

Прибор для имитации пространства открытого космоса решает следующие задачи:

• анализ степени воздействия температурных перепадов и перепадов давления на материалы, используемые при строительстве летающих объектов;
• исследование влияния ультрафиолетового излучения на материалы;
• исследование свойств материалов в зависимости от положения Луны, Солнца, магнитного поля Земли и других объектов Вселенной;
• проверка прочности конструкции аппаратов.

Имитатор можно оснастить смотровыми и технологическими окнами. В зависимости от цели исследования можно проводить тестирование сразу на несколько показателей, например, влияние солнечной радиации и механическое воздействие летящих обломков метеоров. Однако очень сложно настроить прибор на одновременное исследование всех возможных параметров. Кроме того, чем больше объем камеры, тем сложнее обеспечить требуемое разряжение.

Для обеспечения требуемого давления необходимо использовать высоковакуумные откачные системы, состоящие из нескольких ступеней. В качестве форвакуумных насосов и насосов предварительного разрежения используются высокопроизводительные безмасляные решения такие как: спиральные, винтовые, многоступенчатые роторные насосы и бустерные механические насосы типа Рутс. За откачку до более глубокого вакуума отвечают турбомолекулярные и криогенные насосы, которые, как правило, используются совместно.

На камеры большого объема устанавливается сразу по несколько как высоковакуумных , так и форвакуумных ступеней. Для корректной работы откачной системы имитаторы, как правило, комплектуются системой автоматического управления, которая, также используя различные средства измерения, контролирует и собирает данные тестирования.

Компания ЭРСТВАК разрабатывает и изготавливает полностью укомплектованные системы имитации космического пространства, разработанные по техническому заданию заказчиков. С более подробной информацией вы можете ознакомиться в соответствующем разделе на нашем сайте или связаться с нашими инженерами.