ランチャーアンテナの放電試験

2023 年 6 月 14 日

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欧州宇宙機関による

発射装置を飛行中に地上に接続し続けることは、アンテナにとって最も困難な仕事の 1 つです。 高温、振動、大気の後流と闘わなければならないのは十分に大変だが、打ち上げロケットが宇宙の真空に向かう（そして、場合によっては再び戻ってくる）際に大気圧レベルが変化すると、コロナと呼ばれる危険な放電が発生する危険性があり、ここでそのテストが行​​われている。

スペインのバレンシアにあるESAの高出力無線周波数研究所でテストされているアンテナ設計は、PLD Space社が開発したスペインのMiura 1準軌道超小型発射装置で運用される予定のカルテットの1つである。 しかし、4 つのアンテナは、将来の幅広い用途に適格であるかどうかを確認するために、別のテスト キャンペーンも実施されています。

「全部で 4 種類の異なるアンテナがあり、それぞれがペアでミウラ 1 号に搭載されています」と ESA のアンテナ技術者のビクトリア・イザは説明します。

「1 つは全地球航法衛星信号アンテナで、衛星航法信号を使用して発射機の位置を追跡します。1 つは遠隔測定を送信するための S バンド アンテナと、飛行を安全に終了させるセキュリティ システムとして機能する C バンドおよび UHF アンテナです。」故障時には二重化して動作します。

「スペインのアンテラル社によって製造されたこのコンフォーマル誘電体アンテナのカルテットは、それぞれスマートフォンとほぼ同じサイズで、上段の船体の周囲にフィットするように作られており、すでにミウラ 1 のアビオニクス ベイの一部として認定されています。 ESAのBoost!プログラムの支援を受けてヨーロッパの小型打ち上げロケットの数が急速に増加しているため、これらのアンテナにはより幅広い用途が見出される可能性があるため、別の認定プログラムを受けているところです。」

ESA の総合サポート技術プログラムを通じて行われ、宇宙および公開市場向けの有望な新製品の開発を支援しています。アンテナは現在、持続的な真空と極端な温度にさらされる熱真空や振動試験などの環境試験を受けています。

これらのアンテナは、打ち上げ、軌道飛行、そして最終的な地球への帰還の間、過酷な熱機械環境に耐える必要があるため、このプロジェクトは構造エンジニアのゴンカロ・ロドリゲス氏と熱エンジニアのミゲル・コパノ氏によってESA側でサポートされています。

主な応力要因は、打ち上げロケットのジェットエンジンから伝播する振動、フェアリングやステージの分離に起因する衝撃、空気熱流束や軌道上に到達すると太陽と寒冷宇宙に交互にさらされることによって生じる極端な温度です。

アンテナの設計が耐えられるだけでなく、意図したとおりに動作し続けることを確認するために、チームはコンピューター シミュレーションと、電磁シェーカー、パイロショック テーブル、熱真空チャンバーなどの地上試験設備を組み合わせて使用​​しました。

「試験のほとんどはUPNAのナバラ公立大学で実施されましたが、コロナ放電試験にはESAの高出力高周波研究所が使用されました」とビクトリア氏は付け加えた。

「ランチャーが惑星大気圏を離れるとき、または惑星大気圏に戻るときなど、無線周波数アンテナがわずかな量の大気によって囲まれている場合、この空気が無線信号によってイオン化される可能性があり、雷のような損傷を与える危険があります。放電。

「アンテナは、アンテナの動作中に周囲の空気のレベルを変えることができるように、このガラスの容器の中に配置されました。ガラスは無線信号を妨げません。私たちの完全なテストキャンペーンはまもなく終了し、アンテナが新たな市場を見つけるのに役立つことを願っています」発射機だけでなく、たとえば、実証済みの堅牢性は、惑星着陸船でも使用できることを意味します。」