Malzemeler Uluslararası Uzay İstasyonu Deneyi - Materials International Space Station Experiment

MISSE'nin logosu

Malzemeler Uluslararası Uzay İstasyonu Deneyi ( Misse ) deneyler serisi dışarıdan monte olan Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) o sert uzay ortamına malzemelerin uzun süreli maruz kalma inceler etkileri.

MISSE projesi, NASA, ticari şirketler ve Savunma Bakanlığı (DOD) tarafından gelecekteki düşük Dünya yörüngesi (LEO), eşzamanlı yörünge ve gezegenler arası uzay görevlerinde kullanılması planlanan malzeme ve bileşenlerin performansını, kararlılığını ve uzun vadeli hayatta kalma durumunu değerlendirir . Uzun Süre Maruz Kalma Tesisi LEO 68 ay geçirdikten sonra 1990 yılında ele geçirildi (LDEF), söz konusu alan ortamları birçok uzay aracı malzeme ve bileşenlerin karşı düşmanca davranıyor ortaya koydu. Alçak dünya yörüngesinde karşılaşılan en yaygın atomik tür olan atomik oksijen , plastikler ve bazı metallerle oldukça reaktif olup ciddi erozyona neden olur .

Atmosferik bir filtrenin olmaması nedeniyle aşırı ultraviyole radyasyon da vardır . Bu radyasyon birçok plastiği ve kaplamayı bozar ve koyulaştırır. Vakum alanı da değiştiren birçok malzemenin fiziksel özellikleri. Meteoroidlerin ve yörüngedeki insan yapımı enkazların etkileri, uzayda açığa çıkan tüm malzemelere zarar verebilir. Tüm bu ortamların uzay aracı üzerindeki birleşik etkileri ancak uzayda araştırılabilir. MISSE, halihazırda kullanılmakta olan ve gelecekteki uzay görevlerinde kullanılması planlanan malzemeleri değerlendirir.

MISSE programı, STS-76 ve STS-86 mekik uçuşları arasında Mir uzay istasyonunun Mir Yerleştirme Modülüne bir yıldan fazla bir süre boyunca eklenen Mir Çevresel Etki Yüklerinin (MEEP'ler) doğrudan bir devamıdır ; ve Uzun Süreli Maruz Kalma Tesisinin soyundan gelmektedir . Ayrıca MEEPS, başlangıçlarını STS-1 ve STS-2 üzerinde uçan Pasif Optik Numune Dizisi (POSA) numune tepsilerine ve STS-3 ve STS-5 üzerindeki Oksijen Etkileşiminin Malzemelerle (EOIM) haleflerine kadar izleyebilir .

MISSE PEC kapandı
MISSE PEC kapandı

Test edilen malzemeler

MISSE projesinde yaklaşık 1.508 numune test ediliyor. Örnekler, anahtarlar, sensörler ve aynalar gibi bileşenlerden polimerler , kaplamalar ve kompozitler gibi malzemelere kadar çeşitlilik gösterir . Ayrıca tohumlar, sporlar ve çeşitli bakteri türleri gibi biyolojik materyaller de değerlendirilmektedir. Görevdeki her malzeme seçilmeden önce laboratuvarda ayrı ayrı test edilmelidir. Malzemeler için nihai test, uzay ortamına maruz bırakıldıkları zamandır. Laboratuvarda, her malzeme aynı anda yalnızca belirli bir simülasyon ortamına maruz bırakılabilir. Uzayda, aynı anda tüm ortamlara maruz kalırlar. MISSE, yeni malzemeleri test etmenin yanı sıra, güneş pili güç dizilerinin erken arızalarıyla uğraşan iletişim uydularında kullanılanlar gibi mevcut malzemelerle ilgili soruları da ele alacak. Daha uzun beklenen ömürleri olan yeni nesil güneş pilleri de test edilecek.

MISSE, uyduların ısı absorpsiyonunu ve emisyon sıcaklıklarını kontrol etmek için kullanılan kaplamaları da test edecek. Uzayın düşmanca ortamı, kaplamaların faydalı ömrünü sınırlar. Uzayda çok daha stabil olması ve dolayısıyla daha uzun ömürlü olması beklenen yeni kaplamalar test edilecek. MISSE ayrıca Mars'ın insanlı keşfi için önemli bir sorunu da ele alacak: mürettebatı gezegenler arası uzayda bulunan çok enerjik kozmik ışınlardan korumak . Hafif kalkanlar için yeni konseptler MISSE'de test edilecek. Güneş yelkenleri, büyük şişirilebilir aynalar ve lensler için ultra hafif membran yapılar planlanmıştır. Mikrometeoroid etkilerinin bu malzemeler üzerindeki etkileri de araştırılacaktır.

MISSE verileri (MISSE 1 - 7) artık http://materialssinspace.nasa.gov/ adresinde kayıtlı bir hesap aracılığıyla halka açıktır . Mümkün olduğunda NASA, geçmiş MISSE deneylerini toplamaya ve verileri kamuya açık hale getirmeye çalıştı. Veriler halen araştırmacılardan toplanmakta ve MISSE veri tabanına eklenmektedir.

MISSE'yi dağıtma

Görev için seçilen malzemeler evrak çantasına benzer Pasif Deney Konteynerlerine (PEC'ler) yerleştirilir. PEC'ler, deneyleri ISS'ye ve ISS'den taşımak için kullanılır. Bir EVA sırasında , tırabzanlara veya ISS'nin açıkta kalan bir deney tesisine yerleştirilirler. Konteynerler tamamen (360 °) açılır, böylece deneylerin yapıldığı iki yüzey zıt yönlere bakar. Deneyler, mümkünse, genellikle planlanmış bir EVA nedeniyle bir fırsat ortaya çıktığında, dışarıda kaldıkları süre boyunca birkaç kez fotoğraflandı. Uzayda maruz kaldıktan sonra, MISSE, konuşlandırıldığı gibi alınır, malzeme örnekleri, uzay görevlerini tamamlamak için gereken benzersiz özelliklere sahip olup olmadıklarını görmek için test edilir. MISSE'ler, zaman geçmişi okuması veya zamanın belirli noktalarında materyallere ne olduğuna dair bir okuma vermek için aktif ve pasif dedektörlere sahiptir. Yerde, maruz kalmanın etkilerini belirlemek için testler yapılacaktır. Bu testler, hangi malzemelerin uzayda hayatta kalabilecek kadar güçlü olduğunu belirleyecek.

Başlangıçta MISSE-1 ve 2'nin yaklaşık bir yıl, MISSE-3 ve 4'ün ise üç yıla kadar konuşlandırılması planlanmıştı. Uzay Mekiği Columbia felaketinden sonra mekik filosunun topraklanması nedeniyle bu planlarda değişiklik yapılması gerekiyordu. MISSE 1 ve 2, üç yıllık verileri ve MISSE 3 ve 4, bir yıllık verileri sağlamıştır.

MISSE-1 ve MISSE-2

Birinci ve ikinci deney seti, Space Shuttle Discovery tarafından 10 Ağustos 2001'de STS-105 görevi sırasında başlatıldı ve çeşitli materyallerden 910 örnek içeriyordu. Quest Joint Airlock ve yüksek basınçlı gaz tanklarında bulunan iki ayrı hava kilidi tırabzanına kuruldu .

30 Temmuz 2005'te, STS-114 görevinin ilk EVA'sı sırasında , her iki deney de alındı.

  • MISSE-1 & 2'yi taşıyan ICC STS-105

  • Quest'te MISSE PEC1 ve 2 bineği

  • İSTENMEYEN PEC1

  • MISSE PEC1, Quest'e yüklendi

  • İSTENMEYEN PEC2

  • Quest üzerine monte edilmiş MISSE PEC2'nin bir görünümü

ÖZEN-5

Bu, beşinci MISSE PEC olmasına rağmen başlatılan üçüncü MISSE deneyiydi. MISSE-5, Uzay Mekiği Discovery tarafından 26 Temmuz 2005'te STS-114 göreviyle fırlatıldı ve çeşitli malzemelerden 254 örnek içeriyordu. P6 kirişine kuruldu ve bir yıl sonra, 15 Eylül 2006'da STS-115 görevinin üçüncü EVA'sı sırasında MISSE-5 paketi alındı.

MISSE-5 üç araştırma içeriyordu. Gelecekteki uzay gemilerinde kullanılmak üzere 36 güneş pilinin performans testi olan İleri Teknoloji Güneş Pili Deneyi (FTSCE) denen bir deney. İkinci araştırma, uzay ortamında 200'den fazla esnek malzemenin bozulmasını ölçtü. Üçüncü deney, bir iletişim sistemi sağlayan PCSat-2'yi içeriyordu ve amatör Uydu Hizmeti'ni telemetri komuta ve kontrol için kullanıma hazır çözümü test etti. MISSE-5, MISSE serisinin ilk aktif deneyiydi. Güç gerektiriyordu ve PCSat-2 aracılığıyla yerle iletişim kurabiliyordu.

  • MISSE PEC5 fırlatma için hazırlanıyor. Solda FTCSE, sağda PcSat-2 kaplı ve esnek malzeme örnekleri ile altın bir termal battaniye

  • MISSE PEC5, P6 Truss'un sonunda

  • MISSE PEC5, P6 Truss'un sonunda

MISSE-3 ve MISSE-4

Dördüncü ve beşinci MISSE deneyleri seti (MISSE PEC3 ve MISSE PEC4), Space Shuttle Discovery tarafından 3 Ağustos 2006'da STS-121 görevi sırasında başlatıldı ve çeşitli materyallerden 875 örnek içeriyordu. MISSE-3, Expedition 13 ekibi tarafından, mürettebat kilidinin etrafındaki yüksek basınçlı tanklardan birine ve MISSE-4, Quest Joint Airlock'un dıştan takmalı ucuna kuruldu . Bir yıl sonra, 18 Ağustos 2007'de STS-118 görevinin dördüncü EVA'sı sırasında, MISSE-3 ve 4 deneyi alındı.

MISSE 3 ve 4 aynı zamanda bir eğitim amacına da hizmet etti, uzay bilimine ilgiyi teşvik etmek için çocuklara bilimsel deneyler için verilen yaklaşık sekiz milyon fesleğen tohumunu uçurdu .

  • İSTENMEYEN PEC3

  • İSTENMEYEN PEC4

  • MISSE-3, STS-118 sırasında alınmadan hemen önce

ÖZEN-6

6A ve 6B olarak etiketlenen altıncı MISSE deney seti, 13 Mart 2008'de STS-123 görevi sırasında Space Shuttle Endeavour tarafından başlatıldı ve 400'den fazla çeşitli materyal örneği içeriyor. Columbus Harici Yük Tesisi üzerine kuruldu . Üçüncü EVA sırasında kurulum denendi , ancak kasa başlangıçta brakete oturmadı. Beşinci EVA sırasında başarıyla kuruldu.

Hem MISSE 6A hem de 6B, STS-128 görevinin ilk EVA'sı sırasında alındı ve Eylül 2009'da Dünya'ya geri döndü.

  • Columbus Modülünde MISSE PEC6A ve 6B

  • MISSE PEC6A ve 6B

  • MISSE PEC6A ve 6B çiziminin resmi

İSTENİLEN-7

Yedinci MISSE deney seti, ExPRESS Lojistik Taşıyıcı 2'deki bir ExPRESS yük adaptörü (ExPA) üzerinde yer aldı . Kasım 2009'da STS-129 göreviyle istasyona (ELC-2'de) getirildiler .

MISSE-7, MISSE 7A ve MISSE 7B olarak tanımlanan bavul boyutunda iki Pasif Deney Konteynerinden (PEC) oluşur. Uzay yürüyüşü yapan astronotlar tarafından ISS'nin dışına yerleştirildikten sonra PEC'ler açıldı. MISSE 7A'nın yönü uzaya/Dünyaya dönükken, MISSE 7B, ISS yörüngesine göre ileri/geriye dönüktü. Hem MISSE 7A hem de MISSE 7B, aktif ve pasif deneyler içeriyordu. Pasif deneyler, yer tabanlı laboratuvarlarda uçuş öncesi ve sonrası değerlendirme için tasarlanmıştır. MISSE programında bir ilk olan aktif deneyler, ISS'deki güç ve iletişim sistemleriyle arayüz oluşturacak ve verilerin Dünya'ya geri iletilmesine izin verecek şekilde tasarlanmıştır.

MISSE-7, ExPA tabanına monte edilmiş deneyleri de içeriyordu. Bu deneyler , NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi'ndeki mühendisler tarafından geliştirilen ve Xilinx'in hesaplama yoğun on-board işleme gerektiren uzay uçuşu uygulamaları için tasarlanmış Virtex-4 ticari FPGA'larına dayanan yeniden yapılandırılabilir, yüksek performanslı bir sistem olan SpaceCube'u içeriyordu . MISSE-7 SpaceCube'ün amacı, uzayda ticari işlem cihazlarının kullanılmasına yardımcı olacak "yazılım tarafından sertleştirilmiş radyasyon" program yürütme ve hata algılama ve düzeltme tekniklerini göstermek için "yörüngede" bir test yatağı olarak hizmet etmekti.

7A üzerindeki aktif deneyler, aktif FPGA devreleri üzerindeki radyasyon etkilerini tespit eden ve yüksek enlemlerde ve Güney Atlantik Anomalisinde daha fazla altüst edici olayları tespit eden Tek Olaylı Üzücü Xilinx-Sandia Deneyini içeriyordu .

Naval Research Laboratory ederken, Misse 7A birinci derecede sorumlu ele Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuarı , NASA, Boeing , diğer endüstri ortak çalışanlar ve akademik Misse 7B üzerinde deneyler vardı.

İki PEC, STS-134 görevi sırasında Dünya'ya dönüş için toplandı.

  • ExPA platformuna monte edilmiş iki Pasif Deney Konteyneri ile piyasaya sürülmeden önce MISSE-7

  • MISSE PEC7A ve 7B

  • ELC-2'de MISSE PEC7A ve 7B

MISSE-7 Deneyleri

  • SpaceCube , aşırı işleme yetenekleri gerektiren uzay uçuşu uygulamaları için küçük, hafif, yeniden yapılandırılabilir çok işlemcili bir platformdur. İstiflenebilir bir mimari kullanır ve Xilinx Virtex 4 FX60 FPGA'lara (işlemci kartı başına 2 adet) dayanır. SpaceCube'ün ilk görevi, Göreceli Navigasyon Sensörleri deneyinin bir parçası olarak Hubble Servis Görevi 4'teydi . SpaceCube, yazılım teknikleriyle sertleştirilmiş yenilikçi radyasyonu göstermek için yörüngede bir test platformu sağlayacaktır.

ÖZLEDIM-8

STS-134 May 2011 başlatıldı heyeti, Misse PEC8 deneyini teslim ve yeryüzüne Misse PEC7A & PEC7B döndü. MISSE-7, STS-129'da teslim edildiğinden beri ISS'deydi .

Açık STS-134 Missè-8 sadece tek bir PEC, olduğu STS-135 mürettebat ikinci Missè için Missè-8 ORMatE-III maruz plakası monte ilave edildi.

MISSE-8 PEC ve ORMatE-III pozlama plakasının Şubat 2014'te EVA aracılığıyla alınması planlandı. SpX-3 görevinin bir parçası olarak SpaceX Dragon kapsülünün içine geri döndüler .

  • Astronot Andrew Feustel , MISSE PEC7A ve 7B'yi PEC8 STS-134 ile değiştiriyor

  • ELC-2'den genel ISS'nin bir STS-135 EVA'sı sırasında çekilmiş fotoğrafların bir bileşimi, sağda MISSE-8 PEC'yi not edin

  • MISSE-8 ve ORMatE-III plaka tasarımı

  • Ron Garan STS-135 tarafından fotoğraflandığı gibi MISSE-8

  • NASA Select TV'den MISSE-8 ORMatE-III plakası

  • Bir uzay yürüyüşü STS-135 sırasında ELC-2'ye yerleştirilen MISSE-8 ORMatE-III pozlama plakası

MISSE-FF

Materials ISS Experiment Flight Facility (MISSE-FF) platformu, Dünya üzerinde toplu olarak yapılması neredeyse imkansız olan zorlu uzay ortamında malzemeleri, kaplamaları ve bileşenleri veya diğer daha büyük deneyleri test etme yeteneği sağlar. Düşük Dünya yörüngesinde (LEO) test etme, malzemelerin ultraviyole radyasyona (UV), atomik oksijene (AO), iyonize radyasyona, ultra yüksek vakuma (UHV), yüklü parçacıklara, termal döngülere, elektromanyetik radyasyona maruz kalmaya nasıl tepki verdiğinin entegre testine izin verir. ve LEO ortamındaki mikro göktaşları.

MISSE-FF, l MISSE 1 ila MISSE 8 uçuş yüklerinin bir devamıdır, ancak MISSE operasyonları için Araç Dışı Faaliyetlere (EVA) olan ihtiyacı ortadan kaldıran tamamen yeni bir tasarımdır. MISSE-FF, Alpha Space ve ISS Programı arasında ortak bir çabadır ve ISS süresince ISS'de bulunan bir temel yapı ve aviyonik ile tasarlanmıştır. MISSE Örnek Taşıyıcıları (MSC'ler) eklenir ve daha sonra ISS Canadarm 2 kullanılarak alınır . MSC'ler tesise kadar fırlatılır ve test süresinin sonunda Dünya'ya geri döndürülür. MISSE-FF, MSC'lerin JEM hava kilidinden taşınması için transfer tepsisine gelecekteki MISSE Numune Taşıyıcılarının (MSC'ler) yüklenmesi ve ardından MSC'lerin transfer tepsisinden boşaltılması dışında, tesis operasyonları için planlanmış mürettebat arayüzü gerekmeden yerden robotik olarak çalıştırılır. ve Dünya'ya dönüş için MSC'lerin hazırlanması. Tesis, daha önce malzeme bilimi topluluğu için mevcut olmayan yeni teknoloji ve sistemlerin bir gelişimidir. Geçmişte mevcut olmayan yeni bir özellik, her bir MSC'nin her bir örneğin fotoğraflarını aylık olarak (veya gerekirse daha sık olarak) çekme yeteneğidir ve bu, her Baş Araştırmacıya numunelerinin/deneylerinin durumunu baştan sona izlemesi için sağlanır. yörüngedeki zamanı. MISSE MSC'ler ayrıca, deneyleri için veri toplama ve/veya güç gerektiren deneyler için güç ve veri seçenekleri sunar. MISSE-FF, numunelerin veya deneylerin test edilmesi için dört uzay görüntüleme yönü sunar: Ram (UUU yörüngesinde hareket ederken ileriye bakın), Wake (UUU'nun sudaki bir teknenin izine benzer şekilde arkasını görüntüleme), Zenith (uzaktan görüntüleme) derin uzaya ve güneşe doğru) ve Nadir (aşağıdan dünyaya doğru bakan). Bilim adamları, hızlandırılmış bozulma, alan kontaminasyonu yapışması ve kütle kaybı gibi malzeme veya bileşen dayanıklılığını test eder.

MISSE'ye katılanlar

MISSE Projesi, NASA Langley Araştırma Merkezi tarafından yönetilen ortak bir çabadır . Katılımcılar arasında: NASA Johnson Uzay Merkezi'nden , NASA Marshall Uzay Uçuş Merkezi'nden , NASA Glenn Araştırma Merkezi , Malzeme Laboratuvarı de Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuarı , Donanma Araştırma Laboratuarı , Infosight Corporation'a ve Boeing Phantom Works . Shuttle/ISS MISSE entegrasyonu, USAF'nin DoD Uzay Mekiği ve ISS Payload Entegrasyon Müdürlüğü tarafından gerçekleştirilmektedir.

Referanslar

Dış bağlantılar