Űrtechnika és technológia

Ez a cikk az asztronautikára vonatkozó tervezet .

Megoszthatja ismereteit fejlesztésével ( hogyan? ) A megfelelő projektek ajánlásai szerint .

Tekintse meg az elvégzendő feladatok listáját a vita oldalon .

Az űrtechnika a terület tervezésének, kivitelezésének, szállításának, valamint az űrjárművek és a szárazföldi létesítmények utólagos ellenőrzésének minden funkciójára utal . Ez az űriparban alkalmazott mérnöki munka speciális esete .

Általános elvek

Mivel mozognak a térben, a tér járművek kell alávetni próbál körülmények: erős hőmérséklet és a nyomás gradiens, erős szerkezeti feszültségek, rezgések. Annak érdekében, hogy a túlélés a járművek, miközben lehetővé teszi számukra, hogy teljesítsék küldetésüket, a tér mérnökök figyelembe kell vennie a nagyszámú különböző területeken, mint például a szerkezeti mechanika , meghajtás , thermics , térben mechanika . Mindezen területek ismerete és összehangolása az űrjárművek megtervezése érdekében űrtechnikát jelent. A releváns tudományos területek sokfélesége megnehezíti a mérnökök számára a teljes jármű tervezését; gyakran a különféle szakemberekből és mérnökökből álló csapat, akik koordinálják tevékenységüket, gondoskodik róla. Egy ilyen eszköz megtervezése és gyártása tehát kompromisszum a különböző alrendszerek műszaki fejlődése, költségei, teljesítménye és megbízhatósága között.

Az űrmérnöki építőelemek

Tudományos tudományágak

Az alábbiakban felsoroljuk az űrmérnökséggel foglalkozó különféle tudományokat és mérnöki tudományokat. Kérdés látni, hogy ezek a komponensek, amelyek megfelelnek a saját nehézségeiknek, és amelyek az űrhajók szemszögéből kívánják optimalizálni, közvetlenül befolyásolják a többit. Mindezek a tudományterületek különféle alrendszereket indukálnak az űrjárművekben; lásd például az űrjármű cikket .

Az áramlástani : a tanulmány a légkör, ami hatással esetén ismételt belépési vagy műhold a pályáján alacsony. Az előző esetekhez hasonlóan gyakran aerodinamikáról van szó .
A mechanikus szerkezetek : az űrhajó szerkezeti elemeinek, például a Nemzetközi Űrállomás rácsának vagy a hordozórakéta burkolatát képező héjak dinamikus viselkedésének tanulmányozására vonatkoznak . Különösen lehetővé teszi ezen struktúrák rezgési módjainak tanulmányozását , amelyek gyakran nagyon fontosak méretükhöz .
Az űrmechanika : egy jármű mozgásának kinematikájának és dinamikájának tanulmányozásához kapcsolódik a pályáján . Ezért az orbitális repülés szintjén avatkozik be
A repülés dinamikája : működik a fázis szuborbitális repülés és leírására használják, hogyan viselkedik egy űrhajó a légkörben (különösen az űrsikló , amely a legközelebb áll a sík viselkedés).
A meghajtás : hordozórakéták és manőverek segítségével hordozhatja az űrben a hajtóműveket olyan motorok biztosításához, mint rakétamotorok vagy ionmotorok .
Az automata : az űrhajó attitűdjének , repülési dinamikájának és más dinamikus elemeknek a szabályozására vonatkozik, amelyeket intézkedések és állapot visszatérések (vagy visszacsatolás ) vezérelhetnek .
A matematika : mivel az elemzés vagy a tudományos számítási módszerek képletei végeselemes módszerként széles körben elterjedtek , a matematika elengedhetetlen az űrprojektek lebonyolításához, bár ezek beavatkozása általában csak számítási eszközként lép közbe.
Az anyagtudomány : olyan anyagok tanulmányozásával és tanúsításával foglalkozik, amelyek képesek ellenállni a szélsőséges űrviszonyoknak, ugyanakkor könnyebbek, a súly pedig az űrmissziók kulcsfontosságú kérdése. Megemlíthetjük például a kompozit anyagok növekvő használatát az indítófúvókákban.
A hő : az űrhajó által befogadott hő vizsgálatára vonatkozik, ezekre az eszközökre szabva, és a kapcsolódó vizsgálatokkal kapcsolatos információkat nyújtják az építkezés során felhasznált anyagokról, hogy ellenálljanak a hőmérsékleti változásoknak.
Az elektronika : lehetővé teszi az összes fedélzeti műszer tervezését, mind a hasznos teher tudományát , mind navigációs műszereket
A számítógép : lehetővé teszi az ECU-k szélén lévő szoftver megtervezését, és lehetővé teszi a gép mozgását vagy feladatának végrehajtását, valamint azokat, akik a földön vannak, és amelyek lehetővé teszik a vízi járművel való kommunikációt vagy az általa küldött adatok elemzését.
Az optika : lehetővé teszi a hasznos teher képalkotó rendszereinek megtervezését, hogy azok el tudják adni a kívánt adatokat.
Az elektromágnesesség : az adatokat továbbító hullámok terjedését érinti a Földről vagy a vízi járművekről, ezért a szükséges adó- és vevőrendszerek méretezését.
A kockázatok és a megbízhatóság vizsgálata: a törés vagy meghibásodás valószínűségének tanulmányozására vonatkozik egy űrhajó minden szintjén. Különösen az ilyen típusú kellően alacsony valószínűségek megszerzése a tanúsítás egyik szakasza .
Vizsgálatok és szimulációk : a gép építési fázisa után ez magában foglalja a gépen történő tesztelést vagy szimulációs programok használatát , annak képességét, hogy ellenálljon azoknak a feltételeknek, amelyeknek meg kell felelnie, például vákuum, mikrogravitáció, sugárzás, rezgés.

Mindezek a tudományágak mind szigorú tudományos alapokon, mind a tapasztalatok alapján nyert eredményeken alapulnak.

Egy űrprojekt szakaszai

Ezen tudományágak mellett megkülönböztethetünk egy űrmérnöki projekt életének szakaszait is:

Koncepció tanulmányozási szakasz (A fázis): Értékeli a tervezett küldetés megvalósíthatóságát és a szükséges technológiák elérhetőségét
A projekt előtti szakasz (B fázis): ez lényegében egy magas szintű tervezési szakasz, ahol a projekt megvalósíthatóságát előzetes méretezés igazolja
A tényleges tervezési szakasz (C. szakasz): a projektet az előzetes tanulmány támogatója elfogadta, a gépet részletesen megtervezik.
Az építési szakasz (D fázis): A jármű fokozatosan készül, gyakran építve az alrendszerek tesztmodelljeit. Ezért minden alrendszert tesztelnek az összeszerelés előtt. Ezt a lépést műholdak integrációjának nevezzük .
A jármű vizsgálati fázisa.
Az űrbe dobás.

Ha a jármű hordozórakéta, akkor az életciklus leáll. Ellenkező esetben a pályán marad és teljesíti küldetését. Ha újrafelhasználható járműről van szó, hozzáadódik egy lépés, az újbóli belépés a Földre.

Megjegyzések és hivatkozások

Lásd is

Bibliográfia

Az űrjárművek technikája és technológiája: 3 kötet , Cepadues ,1998, 2294 p. ( ISBN 978-2-85428-479-9 )
(en) Űrhajós Rendszertechnika , John Wiley & Sons Ltd,2003, 704 p. ( ISBN 978-0-470-85102-9 )