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12. April 2012; Felix Böhringer

Im Zuge der Qualifikationstests der Komponenten für Flying Laptop trat die PamCam Nutzlast Anfang März eine einwöchige Reise nach Noordwijk in den Niederlanden an, um dort im European Space Research and Technology Centre (ESTEC) der ESA ausführlich auf ihre Eignung für den Weltraum getestet zu werden.

Auf dem Programm stand zunächst die mechanische Qualifikation, welche in erster Linie die auftretenden Lasten beim Raketenstart simulieren soll. Hierzu wurde die Kamera auf einem elektrodynamischen Shaker Vibrationslasten unterschiedlicher Frequenzspektren ausgesetzt. Zur Simulation von quasi-harmonischen Belastungen wie z.B. durch auftretende Verbrennungsinstabilitäten wurde eine Sinuserregung von 5 - 100 Hz bei einer maximalen Belastung von 11g genutzt. Zur Simulation von Zufallserregungen wie z.B. durch Wirbelablösungen wurde eine zufällige Erregung angebracht mit einem Frequenzspektrum zwischen 20 - 2000 Hz mit einer mittleren Belastung von 19,86 gRMS.

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Leider musste der letztgenannte Test vorsichtshalber abgebrochen werden, da sich das Objektiv durch die Zufallserregung leicht im Gewinde löste. Es wird aber bereits an einer entsprechenden Lösung gearbeitet und die Fortführung der Qualifikation wird bald erfolgen.

Nach einer genauen Inspektion der Kamera folgte dann die thermal-Vakuum Qualifikation mit einem erfreulicheren Verlauf. Hier wurde die Kamera den späteren Orbitbedingungen ausgesetzt. Neben dem Vakuum sieht eine Satellitennutzlast dabei auch hohe Temperaturdifferenzen, abhängig von einer Vielzahl von Parametern wie Orbit, Satellitenlage, umgebenden Komponenten, eigener Wärmeabgabe und vielen mehr. Besonders kritisch ist hierbei die Wärmeentwicklung der einzelnen Elektronikbauteile (insbesondere bei COTS Produkten), da eben die Wärmeabgabe nicht an ein Umgebungsmedium erfolgen kann, sondern lediglich über Wärmestrahlung und Wärmeübertragung ins Gehäuse. Die PamCam wurde dementsprechend acht Temperaturzyklen ausgesetzt wobei der non-operationelle Zyklus mit Temperaturen von -30°C bis +75°C betrieben wurde und die  operationellen Zyklen mit -20°C bis +50°C betrieben wurden. Bei letzteren machte die Kamera kontinuierlich Bilder um bei der Auswertung das Signal/Rausch Verhältnis ermitteln zu können.

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Die Kamera überstand die Tests ohne Ausfälle oder Schädigungen.

Die Kamera verbrachte insgesamt (mit den Vortests in Stuttgart) 5 Tage im Vakuum bei einem Druck von 10^-5 mbar und wurde 10 heiß-kalt Zyklen sowie einem 24h Bake-out bei 75°C und 12h bei -20°C ausgesetzt.

Die PamCam Nutzlast ist somit qualifiziert für die Nutzung in Bezug auf thermal-Vakuum Tests und auf gutem Weg bei der mechanischen Qualifikation.

Wir danken an dieser Stelle nocheinmal herzlich den Mitarbeitern des Mechanical Systems Laboratory bei ESTEC für die tolle Zusammenarbeit und die tatkräftige Unterstützung.

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