Weltraumsimulation | Thermal-Vakuum-Tests

Leistungsspektrum unserer Thermalvakuumkammern
(WSA, 5 m TVA, 3 m TVA, 2,5 m HeTVA, 2 m TVA)

• Simulation der Weltraumbedingungen: Hochvakuum, niedrige Hintergrundtemperatur (LN2)
• Reinraumklassen ISO 8 und ISO 5 (5m TVA &2.5m HeTVA)  
• Erzeugung eines künstlichen Sonnenstrahls mithilfe von Xenon Lampen (WSA)
• Freie Bewegung des Testobjekts relativ zur Sonneneinstrahlung mithilfe eines Bewegungssimulators (WSA)
• Mikrovibrationsentkopplung (5m TVA)
• Hochtemperatur (700 K) und Tieftemperatur (10K) in 2.5m HeTVA
• Individuelle Lösungen und Leistungen auf Anfrage
• Kammerdurchmesser von ca. 2 m bis über 6 m, Kammerlängen von ca. 2 m bis 14 m.

Thermalvakuumtest (TV)

Thermische Funktionstests im Hochvakuum: Tests kompletter Systeme als auch einzelner Komponenten des Kontrollsystems bei sich verändernden Temperaturen.

Thermalgleichgewichtstest (TB)

Tests bei thermischem Gleichgewicht im Vakuum bei unterschiedlichen Temperaturniveaus zur Verifizierung von thermischen Modellrechnungen.

Thermalvakuumzyklentest (TC)

Test, bei dem der Prüfling einer bestimmten Zahl von Temperaturzyklen mit vorgegebener Minimal- und Maximaltemperatur sowie definierten Haltezeiten und Temperaturrampen ausgesetzt wird.

Bake Out Test

Test, bei dem der Prüfling einer hohen Temperatur im Vakuum für einen definierten Zeitraum ausgesetzt wird. Prüflinge werden so von Ausgasungsprodukten (z. B. Silikone, die sich produktionsbedingt in der Struktur oder in Klebstoffen befinden), befreit.

Tieftemperaturtest bei kryogenen Temperaturen

Die Temperierung der Thermalwände der Testkammern erfolgt im Normalfall durch flüssigen oder gasförmigen Stickstoff. Dadurch lässt sich eine Minimaltemperatur von ca. 90 Kelvin erreichen, was für die meisten Testkampagnen ausreichend ist. Für spezielle Anforderungen, wie sie beispielsweise für gekühlte optische Instrumente bestehen, sind jedoch wesentlich tiefere Temperaturen erforderlich. Deshalb betreiben wir eine Testkammer, die mit einem Helium-Kühlsystem ausgestattet ist. Hiermit können Temperaturen bis zu 10 Kelvin (nahe dem absoluten Nullpunkt) erreicht werden.

Immer mehr Raumfahrtmissionen haben das Ziel, die Sonne und den sonnen­nächsten Planeten Merkur zu erforschen. Die dort herrschenden extremen Temperaturen erfordern die Entwicklung neuer Materialen und eine Optimierung des Satellitendesigns.

Wir haben unsere Testanlagen und Testmethoden für diese neuartigen Missionen weiterentwickelt. Schwerpunkte sind dabei die Erzeugung von Temperaturen bis zu 450 °C, die korrekte Messung der Temperaturen sowie bei Bedarf die Messung von Verformungen am Prüfling. In Pionierarbeit haben wir Methoden entwickelt, welche der europäischen Raumfahrt­industrie das Testen ihrer Produkte für Missionen wie beispielsweise Bepi Colombo oder SolO ermöglichen.

Tritt ein geostationärer Satellit aus dem Erdschatten in das Sonnenlicht ein, so treten besonders an großflächigen Komponenten wie Solar Panels, Yokes oder Antennen­reflektoren hohe Temperatur­gradienten auf. Diese extremen und ständig wieder­kehrenden thermischen Belastungen (Thermischer Stress) können mit Hilfe von Infrarot-Bestrahlungsfeldern simuliert werden. Während die Kammer­wand durchgehend den kalten Weltraum­hintergrund spiegelt, übernimmt die IR-Anlage die Temperierung des Prüflings.

Um Tests im Temperaturbereich von 98 K bis 470 K und Umsteuer­rampen bis zu 40 K/min zu realisieren, stehen zwei Standard-Thermalwände (3,8 m x 2,6 m und 5,1 m x 2,4 m) mit Infrarot (IR)-Strahlern zur Verfügung.

Die Weltraumsimulationsanlage (WSA) der IABG ist ausgestattet mit einem Sonnen­simulations­system, das sowohl eine kreis­runde als auch eine recht­eckige uniforme Bestrahlung ermöglicht. Die maximale Leistung beträgt 1.950 W/m² bei einer Ausleuchtung von ca. 3,6 m im Durchmesser oder 3 m x 4,5 m im Rechteck. Über unseren Bewegungs­simulator lassen sich kunden­spezifische Orbit-Szenarien des Prüflings simulieren. Die Kammerwände simulieren den Weltraum­hintergrund über das Stickstoff-Kühlsystem (LN2).