NASA's Mars 2020-ruimtevaartuig heeft akoestische en thermische vacuümtests (TVAC) voltooid in het Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië. De akoestische test van het ruimtevaartuig dat de Mars 2020-rover op 18 februari naar een zachte landing in de Jezero-krater zal brengen, 2021, is de beste aardse benadering voor wat het ruimtevaartuig zal doorstaan ​​tijdens de lancering, waar het potentieel destructieve niveaus van geluid en trillingen zal tegenkomen. TVAC introduceert het vacuüm en de extreme temperaturen in de ruimte die ervoor kunnen zorgen dat componenten defect raken of defect raken.

"Eerst blazen we het met geluid om ervoor te zorgen dat niets los trilt, " zei David Gruel, de bijeenkomst van Mars 2020, test en launch operations manager bij JPL. "Vervolgens, na een grondig onderzoek, we 'zetten het in de ruimte' door het ruimtevaartuig in deze enorme vacuümkamer te plaatsen die we hier bij JPL hebben. We pompen de atmosfeer uit, koel dan delen ervan en kook andere terwijl je de prestaties van het hele ruimtevaartuig test."

Het eerste deel van het proces vond plaats op 12 april, toen de "stack" van het ruimtevaartuig werd gebombardeerd door geluid van luidsprekers onder stikstofdruk in de akoestische testkamer van JPL. De stapel omvat de aeroshell, een rover-stand-in (de echte rover ondergaat de eindmontage in JPL's High Bay 1-cleanroom) en andere componenten. Samen, ze zijn geassembleerd, of gestapeld, in dezelfde configuratie als wanneer het in juli 2020 naar Mars wordt gelanceerd.

"We testen de hardwarecomponenten met een willekeurig ruisspectrum om een ​​lanceringsomgeving te repliceren, " zei Andy Roos, manager van de Environmental Test Facilities bij JPL. "We bereiken geluidsniveaus tot 150 decibel, die je vullingen zou laten rammelen als je op dat moment in de kamer was."

Natuurlijk, de technici wachtten tot elke run van enkele minuten was afgelopen voordat ze de kamerdeur openden om het ruimtevaartuig in hun cleanroom-kleding te inspecteren (het ruimtevaartuig moet vrij van besmetting blijven om te voldoen aan de regels voor planetaire bescherming). Tegen het einde van de dag, de stapel was zes keer akoestisch getest en geïnspecteerd. Daarna werd het voertuig dubbel verpakt in schone antistatische nylonfolie en terug vervoerd naar de High Bay 1 cleanroom van de Spacecraft Assembly Facility.

"Voor de akoestische test, de stapel had het hitteschild naar boven gericht, maar voor de thermische vacuümtest, het moest naar beneden, " zei Gruel. "De beste plaats om het om te draaien is de cleanroom, waar we een armatuur hebben ontworpen voor dat proces." Toen de stapel eenmaal gepasseerd was, het team pakte het opnieuw in en stuurde het op voor thermische tests.

In de kou

Op 26 april, de stapel ging JPL's 25-voet-breed, 85 meter hoge ruimtesimulatorfaciliteit (8 meter bij 26 meter). De historische kamer heeft ruimtevaartuigen gehost van NASA's Mariner-missies van de vroege jaren zestig tot Voyager en Cassini tot alle Mars-rovers. De 2020-stack was aan kabels opgehangen, zodat de koude realiteit van interplanetaire cruise het ruimtevaartuig vanuit elke hoek kon raken.

Met de deur van 16 ton gesloten, er werd een bijna-vacuümomgeving tot stand gebracht. Vervolgens, terwijl het Mars 2020-testteam toekeek, de wanden van de kamer werden overstroomd met vloeibare stikstof om het af te koelen tot -200 graden Fahrenheit (-129 graden Celsius). Om de zonnestralen te simuleren die Mars 2020 tijdens zijn reis zal tegenkomen, krachtige xenonlampen meerdere verdiepingen onder de kamer verlicht, hun licht richtte zich op een spiegel aan de bovenkant van de kamer en weerkaatste op het ruimtevaartuig. Acht dagen later gingen de lampen uit, atmosfeer werd opnieuw in de kamer gebracht, en de deur ging open. De akoestische en thermische vacuümtests waren voltooid.

"Dit is de meest uitgebreide stresstest die je een ruimtevaartuig hier op aarde kunt doorstaan, " zei Gruel. "We vlogen een week en een dag in onze gesimuleerde ruimteomgeving, het controleren en opnieuw controleren van de prestaties van elk systeem en subsysteem aan boord. En alles zag er geweldig uit - wat een goede zaak is, omdat de volgende keer dat deze ruimtevaartuigstapel een vacuüm raakt, het zal echt op weg zijn naar Mars."

Op 10 mei, de stapel keerde opnieuw terug naar de cleanroom van High Bay 1. Op slechts een steenworp afstand, technici werkten aan de 2, 314-pond (1, 050-kilogram) Mars 2020-rover die bij de lancering deel uitmaakt van de stapel. De rover had al meer dan 90% van de componenten die het interieur van het chassis zullen vormen, van de wetenschappelijke instrumenten en computers tot subsystemen en elektriciteitskasten tot de georganiseerde wirwar van elektrische bedrading die ze allemaal met elkaar verbindt.

De 2020-rover heeft een geheel nieuwe reeks instrumenten, inclusief een systeem voor het opslaan van monsters dat monsters van Mars verzamelt voor terugkeer naar de aarde tijdens volgende missies. De missie wordt in juli 2020 gelanceerd vanaf Cape Canaveral Air Force Station in Florida en landt op 18 februari in Jezero Crater. 2021.