LMS設備在目前最大的空間望遠鏡最后測試階段中的應用

作者：時(shí)間：2013-04-01 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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如果一切按計劃進(jìn)行，同類(lèi)型中最大的空間望遠鏡——Herschel望遠鏡將于2009年初從歐洲空間局法屬圭亞那地區的庫魯發(fā)射場(chǎng)搭載Ariane 5型火箭發(fā)射升空。大約6個(gè)月后，Herschel將到達空間中圍繞第二拉格朗日點(diǎn)（也被天文學(xué)家們簡(jiǎn)稱(chēng)為L(cháng)2點(diǎn)）的軌道運行。從太空中這個(gè)遠離地球150萬(wàn)千米的位置，Herschel將調查恒星和星系如何形成的歷史，同時(shí)也將研究它們繼而如何形成銀河或其它星系。

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如此重大的項目并非一蹴而就。ESA（歐洲空間局）和歐洲航天工業(yè)的專(zhuān)家組經(jīng)過(guò)多年的辛勤勞動(dòng)將各個(gè)價(jià)格昂貴的結構部件組裝起來(lái)，并將其裝載到航天器上。它是一個(gè)約7.5米高、4米寬的高大筒狀物，發(fā)射質(zhì)量接近3.3噸。Herschel前往L2點(diǎn)的行程將極富挑戰。Herschel望遠鏡計劃在一個(gè)比Hubble望遠鏡更遙遠的軌道上服役三年。Herschel不僅要承受前往L2的航行中嚴酷的環(huán)境條件，以及發(fā)射過(guò)程中Herschel將受到強烈的振動(dòng)沖擊，同時(shí)來(lái)自火箭發(fā)動(dòng)機以及運載火箭的空氣動(dòng)力學(xué)特性將產(chǎn)生的極高噪聲級。這正是來(lái)自于荷蘭沿海小鎮Noordwijkr的歐洲空間研究和空間技術(shù)中心（ESTEC）下屬的歐洲測試服務(wù)部（ETS）的振動(dòng)和聲學(xué)專(zhuān)家組參與該項目的原因。位于阿姆斯特丹和海牙之間的ESTEC是最大的ESA聯(lián)合企業(yè)。作為歐洲空間項目的世界級測試中心和樞紐，它最有可能成為歐洲火箭科學(xué)家最集中的所在地之一。

“ESTEC測試中心是歐洲最大的并也可能是世界最大的測試中心之一。測試設備包括一系列電動(dòng)振動(dòng)臺，如6自由度液壓振動(dòng)臺HYDRA，被稱(chēng)作LEAF的一流的聲學(xué)設施，以及大量的物理特性測試設備——所有這些都是為驗證航天器、及其子系統和其它獨立設備結構設計的完整性和發(fā)射生存能力而設計的?！盓TS測試中心經(jīng)營(yíng)部的市場(chǎng)和銷(xiāo)售經(jīng)理Alexander Kübler這樣解釋。

ESTEC測試中心的領(lǐng)導Gaetan Piret補充到“HYDRA十分獨特。在航天工業(yè)中，控制必須高度安全及可靠。必須能夠非常平順地制動(dòng)振動(dòng)臺，避免任何損壞衛星的風(fēng)險。我相信在歐洲沒(méi)有幾家機構單位能夠掌握這種噸位的設備，并且其中大多數被用來(lái)進(jìn)行地震測試?！?

確保Herschel的安全

于2008年6月末，Herschel航天器經(jīng)受了一系列機械測試以驗證航天器是否滿(mǎn)足技術(shù)要求，從而確保飛行模型為于2009年這次富有歷史意義的發(fā)射做好準備。測試包括聲學(xué)、噪聲測試和超過(guò)一周的振動(dòng)測試。

LMS-ETS合作伙伴為執行關(guān)鍵的振動(dòng)和聲學(xué)測試任務(wù)，必須對軟硬件報有150%的信心。LMS國際公司和ESTEC-ETS在共同應對航天測試領(lǐng)域的嚴峻挑戰上，有著(zhù)長(cháng)期的成功合作關(guān)系。

五年前，ESTEC測試中心進(jìn)行內部系統升級，這次升級將采用LMS設備，包括一流的LMS SCADAS III硬件和用于振動(dòng)控制和減少冗余數據的LMS Test.Lab環(huán)境試驗軟件。通過(guò)與ESA員工的緊密合作，并為了更高效地采用軟件，這些標準配置被集成于一個(gè)客戶(hù)化的訂制包中。

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新的LMS系統通過(guò)超過(guò)500個(gè)通道將LMS Test.Lab Environmental軟件和LMS SCADAS III硬件結合起來(lái)。40通道的振動(dòng)控制系統以實(shí)時(shí)及閉環(huán)的模式精確地控制特定載荷的激勵過(guò)程。主控站管理總體數據采集，而四個(gè)移動(dòng)站則處理所有測試數據。每個(gè)移動(dòng)站能管理128通道的信號調理、采集、原始時(shí)間數據存儲和在線(xiàn)處理。

LMS采集系統顯示實(shí)時(shí)測試結果并在測試后立即傳輸電子數據，主要通過(guò)U盤(pán)和DVD進(jìn)行存盤(pán)，盡管系統也能快速生成打印圖表。真正的創(chuàng )新性在于，這些移動(dòng)處理站提供能夠最大的測試靈活性：它們能夠分開(kāi)同時(shí)進(jìn)行多個(gè)測試任務(wù)或組合成一個(gè)400到500通道的數采系統。

“舊系統于1985年安裝，并一直用到2002年。最后，我們在通道數（只有256個(gè)通道）和類(lèi)似磁帶數據備份方面受到限制。顯然它該升級了?！盤(pán)iret先生解釋?！拔覀冎牢覀兿胍氖牵?00通道；高度可靠不會(huì )造成數據丟失的系統；所有通道上的時(shí)域輸出能力；測試后數據能立即得到處理。LMS創(chuàng )造了四個(gè)獨立的互鎖系統，可以分開(kāi)或一起使用。這給了我們測試中心帶來(lái)了極大的靈活性?！?

在移動(dòng)性，靈活性和省時(shí)性方面得到改善

新系統與關(guān)鍵軟件的升級以及一些附加的模塊例如動(dòng)畫(huà)模塊已經(jīng)改變了ESTEC測試中心的測試和數據采集觀(guān)念。通過(guò)移動(dòng)系統，操作員隨著(zhù)發(fā)射架進(jìn)行物理移動(dòng)，并可簡(jiǎn)單地與地面上的其他操作者進(jìn)行交互。

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