Das „Visier“ für das Nancy Grace Roman-Weltraumteleskop der NASA hat kürzlich mehrere Umwelttests absolviert, die die Bedingungen simulieren, denen es während des Starts und im Weltraum ausgesetzt sein wird. Dieser große Sonnenschutz, Deployable Aperture Cover genannt, soll unerwünschtes Licht vom Teleskop fernhalten. Dieser Meilenstein markiert die Hälfte des letzten Testlaufs der Abdeckung und bringt sie der Integration mit den anderen Subsystemen von Roman im Herbst einen Schritt näher.
Die im Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, entworfene und gebaute Deployable Aperture Cover besteht aus zwei Schichten verstärkter Thermodecken, was sie von früheren harten Aperture Covers unterscheidet. wie die auf dem Hubble der NASA. Der Sonnenschutz bleibt während des Starts zusammengeklappt und wird, nachdem Roman im Weltraum ist, über drei Ausleger ausgefahren, die bei elektronischer Auslösung nach oben schnellen.
„Bei einem weichen, ausfahrbaren System wie dem Deployable Aperture Cover ist es sehr schwierig, seine Wirkung zu modellieren und genau vorherzusagen – man muss es einfach testen“, sagte Matthew Neuman, Maschinenbauingenieur bei Goddard. „Dass wir diesen Test bestanden haben, beweist wirklich, dass dieses System funktioniert.“
Während seines ersten großen Umwelttests wurde die Blendenabdeckung Bedingungen ausgesetzt, die simulierten, was sie im Weltraum erleben wird. Sie wurde im Space Environment Simulator des NASA Goddard versiegelt – einer riesigen Kammer, in der extrem niedriger Druck und ein weites Temperaturspektrum erreicht werden können.
Die Techniker platzierten den DAC in der Nähe von sechs Heizgeräten – einem Sonnensimulator – und thermischen Simulatoren, die Romans äußere Laufbaugruppe und den Sonnenschild des Solar Arrays darstellen. Da diese beiden Komponenten schließlich ein Subsystem mit der ausfahrbaren Blendenabdeckung bilden werden, können die Ingenieure durch die Nachbildung ihrer Temperaturen nachvollziehen, wie die Wärme tatsächlich fließen wird, wenn Roman im Weltraum ist.
Im Weltraum soll die Deployable Aperture Cover bei minus 67 Grad Fahrenheit bzw. minus 55 Grad Celsius funktionieren. Bei jüngsten Tests wurde die Abdeckung jedoch auf minus 94 Grad Fahrenheit bzw. minus 70 Grad Celsius abgekühlt – damit ist sichergestellt, dass sie auch bei unerwartet kalten Bedingungen funktioniert.
Nach dem Abkühlen lösten die Techniker die Entfaltung aus und überwachten dies sorgfältig durch Kameras und Sensoren an Bord. Innerhalb von etwa einer Minute entfaltete sich der Sonnenschutz erfolgreich und stellte damit seine Widerstandsfähigkeit unter extremen Weltraumbedingungen unter Beweis.
„Das war wahrscheinlich der Umwelttest, der uns am meisten Sorgen bereitet hat“, sagte Brian Simpson, Projektleiter für die Deployable Aperture Cover bei NASA Goddard. „Wenn es einen Grund dafür gibt, dass die Deployable Aperture Cover stecken bleibt oder sich nicht vollständig entfaltet, dann liegt es daran, dass das Material steif gefroren ist oder an sich selbst festklebt.“
Sollte der Sonnenschutz stecken bleiben oder sich nur teilweise entfalten, würde dies Romans Sicht behindern und die wissenschaftlichen Möglichkeiten der Mission stark einschränken.
Nachdem die Abdeckung der entfaltbaren Öffnung den Thermovakuumtest bestanden hatte, wurde sie einem Akustiktest unterzogen, um die starken Geräusche des Starts zu simulieren, die Vibrationen mit höheren Frequenzen verursachen können als die Erschütterungen des Starts selbst. Während dieses Tests blieb der Sonnenschutz verstaut und hing in einer von Goddards Akustikkammern – einem großen Raum, der mit zwei riesigen Hörnern und hängenden Mikrofonen zur Überwachung des Geräuschpegels ausgestattet ist.
Nachdem die ausfahrbare Blendenabdeckung mit Sensoren bestückt war, steigerte sich der Geräuschpegel beim Akustiktest, bis die Abdeckung schließlich eine ganze Minute lang 138 Dezibel ausgesetzt war – lauter als der Start eines Düsenflugzeugs aus nächster Nähe! Techniker überwachten aufmerksam die Reaktion des Sonnenschutzes auf die starke Akustik und sammelten wertvolle Daten, die zu dem Schluss kamen, dass der Test erfolgreich war.
„Wir haben fast ein Jahr lang an der Flugeinheit gearbeitet“, sagte Simpson. „Jetzt kommen wir endlich zum spannenden Teil, wo wir sie testen können. Wir sind zuversichtlich, dass wir ohne Probleme durchkommen, aber nach jedem Test können wir nicht anders, als kollektiv erleichtert aufzuatmen.“
Als nächstes wird die ausfahrbare Blendenabdeckung ihre beiden letzten Testphasen durchlaufen. Bei diesen Prüfungen werden die Eigenfrequenz des Sonnenschutzes und seine Reaktion auf die Vibrationen beim Start gemessen. Anschließend wird die ausfahrbare Blendenabdeckung im Herbst in die äußere Laufbaugruppe und den Sonnenschutz des Solarmoduls integriert.