Techniken der Operational Modal Analysis (OMA) wurden verwendet, um die Modaleigenschaften der Trägerrakete Artemis I während des Dynamic Rollout Test (DRT) und der Wet Dress Rehearsal (WDR)-Konfiguration vor dem Start zu identifizieren. Die beim Rollout und auf der Startrampe induzierten Kräfte sind nicht direkt messbar und erfordern daher einen einzigartigen Ansatz.
Die NASA entwickelt das SLS, um die Erforschung des Mondes und des Weltraums zu unterstützen. SLS ist im Vehicle Assembly Building (VAB) auf der mobilen Trägerrakete (ML) integriert, die die integrierte SLS-Trägerrakete beim Transport zum Startplatz bis zum Abheben unterstützt. Das ML stellt außerdem die Treibstoff-, Strom- und Datenversorgungsleitungen für das SLS und das Orion Multi-Purpose Crew Vehicle (MPCV) sowie den Zugang der Besatzung zum MPCV-Besatzungsmodul bereit.
Der ML wiegt etwa 10,6 Millionen Pfund und ist über 380 Fuß groß. Im Frühjahr 2022 wurde das SLS mit dem NASA-Raupentransporter (CT) auf dem ML vom VAB zur Startrampe 39B (Abbildung 1) transportiert, um diese 4,2 Meilen lange Wanderung zurückzulegen, die etwa 8 Stunden dauert. Allein der CT wiegt etwa 6,3 Millionen Pfund.
Obwohl die Rollout-Umgebung im Vergleich zu den Start- und Aufstiegslasten der meisten Strukturen relativ geringe strukturelle Belastungen der Trägerrakete erzeugt, sind die induzierten Belastungen vollständig repräsentativ für alle Belastungen im gesamten Fahrzeug, was mit lokalisierten Shakern, wie es in der Fallstudie durchgeführt wurde, nicht möglich ist Integrierter Modaltest.
Wie bereits erwähnt, sind die beim Rollout und auf der Startrampe induzierten Kräfte nicht direkt messbar, und OMA-Techniken wurden verwendet, um die modalen Eigenschaften von Artemis I in den DRT- und WDR-Konfigurationen zu identifizieren. Der WDR, der in der Regel das Auftanken von Fahrzeugen und andere Vorgänge zur Demonstration der Startbereitschaft umfasst, umfasste mehrere Tage On-Pad-Operationen.
Die für die WDR-Konfiguration mit teilweise gefüllten Kernkraftstofftanks und ohne CT unter dem ML gesammelten Daten lieferten den Ingenieuren eine weitere Modellkonfiguration zur Überprüfung (Abbildung 2).
Die Erfassung und Verarbeitung der Daten von mehr als 300 Beschleunigungsmessern auf Artemis I, ML und CT wurde von einem programmübergreifenden Team aus Ingenieuren und Technikern aus der gesamten Agentur durchgeführt, darunter von SLS, Exploration Ground Systems und dem NESC. Mithilfe von Analysetechniken, die aus früheren Rollout-Tests entwickelt wurden, kombiniert mit neuen Datenverarbeitungsmethoden, verarbeitete das Team Daten aus vorgewählten CT-Geschwindigkeitsinkrementen während des Rollouts und auf dem Pad während der WDR.
Durch die notwendigen Änderungen an den integrierten Modellen, um sie sowohl an die DRT- als auch an die WDR-Konfiguration anzupassen, konnte das Team diese Ergebnisse nutzen, um zu verstehen, was in den Testdaten zu sehen war. Angesichts der Art der beobachteten komplexen Anregung erwies sich dies als erforderlich für OMA-Tests an dieser Struktur.