Испытания CubeSat

Космические аппараты запускают в космос, чтобы они выполняли поставленную им задачу, например, дистанционное зондирование Земли или радиосвязь. Но до того, как спутник отправится в свой полёт необходимо проверить работоспособность всех его систем (раскрываются ли солнечные батареи, заряжаются ли аккумуляторы, работает ли система ориентации и т.п.) Поэтому до полёта на опытном образце проводят так называемые функциональные испытания.

Но даже если все системы в аппарате работают исправно для того, чтобы космический аппарат мог попасть в список полезной нагрузки миссии, он должен пройти ряд испытаний, чтобы подтвердить, что при заданных условиях полёта он будет безопасен для самой ракеты-носителя и её остальной полезной нагрузки.

Тестирования спутников проводятся в соответствии с требованиями поставщика запуска. Виды испытаний, которые должен пройти космический аппарат перед запуском определяют отдельно для каждой миссии. Рассмотрим некоторые из испытаний, которые проходят кубсаты перед полётом:

Вибрационные испытания 

Во время старта ракеты-носителя и в процессе её прохождения через плотные слои атмосферы полезная нагрузка испытывает серьёзные перегрузки (до 10g в направлении полётной оси и 5 - 9g в каждом из поперечных направлений при времени воздействия до 10 мин по каждой из осей) и вибрации от работы двигательных установок. Всё это может привести к усталостным разрушениям элементов конструкции космического аппарата, механическим повреждениям приборов и аппаратуры, нарушению герметичности. Для имитации этого воздействия на космический аппарат и проверки его выносливости проводят вибрационные испытания, в рамках которых аппарат помещают на специальный встряхивающий стол, который способен создавать имитацию перегрузки, которую испытывает спутник во время запуска.

Вибрационные испытания необходимы, чтобы проверить прочность конструкции космического аппарата, определить фактический запас его прочности, проверить прочность крепления комплектующих аппарата и оценить их работоспособность после имитации воздействия нагрузок.

Термовакуумные испытания 

Прежде чем отправлять космический аппарат в космос необходимо убедиться, что на его работоспособность не повлияют космический вакуум и резкие перепады температуры. Для проведения термовакуумных испытаний космический аппарат помещают в камеру, способную поддерживать крайне низкое давление, и нагревают с помощью электронагревателей, имитируя температуру на солнечной орбите Земли. Таким образом проверяют уровень термической усталости материалов, т.е. при каких повторно возникающих резких температурных перепадах материалы аппарата начнут разрушаться. Дополнительно в таких камерах устанавливается имитатор солнечного излучения, чтобы проверить не будут ли подвержены деградации материалы, из которых изготовлен аппарат и его комплектующие.

Ударные испытания 

В случае удара в элементах конструкции космического аппарата образуется колебательная реакция. Это может привести к деформации комплектующих спутника, их поломке или сбою в настройках. Поэтому перед полётом необходимо проверить способность аппарата и всех его элементов выполнять свои функции после ударного воздействия. Для проведения ударных испытаний используется стол, моделирующий условия удара при запуске.  

Имитация магнитного поля 

В связи с ограниченными размерами и проблемой недостатка энергии для кубсатов оптимальным вариантом по точности ориентации спутника на орбите является активная магнитная система ориентации. Магнитная калибровка и тестирование малых спутников перед запуском проводится с помощью клетки Гельмгольца. Внутри клетки создаётся однородное магнитное поле. В центре стенда подвешивается космический аппарат, так, чтобы он мог свободно вращаться. Стенд способен создавать контролируемую электромагнитную среду с минимальным полем 10 нТл для проверки системы ориентации аппарата. При этом можно измерить реальную скорость и точность ориентации, проверить работу программного обеспечения системы ориентации и стабилизации.

Тестирование электромагнитных помех

Такие испытания проходят в безэховой камере. Проверяется эффективность экранирования и подавления электрических помех космическим аппаратом. Стены такой камеры обиты резиноподобным материалом из графита и железа. Такой материал не пропускает радиоволны. В камере проверяют влияние на аппарат радиоволн с частотой от 437 МГц до 26 ГГц. 

Посмотреть испытания кубсатов