Warunki panujące w przestrzeni kosmicznej są niepodobne do żadnych, które znamy z naszych ziemskich doświadczeń. Niewiarygodne ekstrema temperaturowe mogące zmieniać się niemal natychmiast, zaskakujące warunki próżniowe, nie wspominając już o promieniowaniu – to trudne życie dla statku kosmicznego czy satelity. Jest więc zasadniczą kwestią, by upewnić się, że pojazd został odpowiednio przygotowany do przeciwstawienia się tym warunkom zanim zostanie wystrzelony w całkowcie nieprzyjemne środowisko.

Dla przykładu, w próżni ciepło nie jest przewodzone jak w ziemskich warunkach. Satelita, który jest podgrzewany przez promienie słoneczne z jednej strony może jednocześnie z drugiej strony doznawać temperatur znacznie poniżej granicy zamarzania wody. Podobnie, kiedy statek lub satelita zmienia położenie względem Słońca, szybki spadek temperatury doświadczony przez pojazd może być bardziej drastyczny od umieszczenia kawałka lodu w gorącym piecu. Nagłe i duże zmiany w temperatrze wymuszają dużą elastyczność, podobnie jak sprężystość, w celu poradzenia sobie z nieuchronnym rozszerzaniem i kurczeniem się materiału pod wpływem ruchu i narażenia na działanie promieni słonecznych.

Aby dowiedzieć się jak naprawdę tam jest, większość satelitów naukowych ESA jest ostrożnie umieszczana w ogromnym symulatorze zdolnym stworzyć warunki bliskie panującym w przestrzeni kosmicznej. Wyglądający jak puszka konserwowa o średnicy 10 metrów, Large Space Simulator, największy tego typu w Europie, jest używany do sprawdzenia na satelicie jego odporności na te ekstrema w następującej kolejności: sprawdzenie, kontrola i ponowne sprawdzenie, po czym gotowy jest do wysłania na orbitę lub jeszcze dalej (oczywiście zakładając, że pomyślnie przejdzie testy).

Przygotowanie symulatora jest niezwykle delikatnym zadaniem, które musi być wykonane z najwiekszą ostrożnością. “Jeśli znajdzie się zadrapanie mniejsze niż szerokość włosa na złączeniu rurek zasilających symulator, ciekły azot, ktorego używamy do chłodzenia jednostki, wycieknie i tym samym utracimy warunki próżni,” – powiedział Philippe Sivac, inżynier w centrum testowym ESA w Holandii. – “Jest więc zawsze czas, by odroczyć moment pierwszego testu.

Ciekły azot doskonale nadaje się do wytworzenia ekstremalnie niskiej temperatury potrzebnej do symulacji warunków, które napotka satelita. Jest też powszechnie używany w medycynie, gdzie nagłe i duże spadki temperatur są potrzebne do ochrony niewielkich i delikatnych rzeczy jak żywe organy wewnętrzne. W celu symulacji warunków przestrzeni kosmicznej potrzebne są jednak ogromne ilości tego pierwiastka. Jest on dostarczany dwukrotnie w ciągu dnia do centrum testowego w ogromnej cysternie bezpośrednio do części testowej. “Potrzebujemy około 3000 litrów na godzinę by uzyskać temperaturę około minus 190 stopni Celsjusza, zatem bierzemy od dostawcy jednorazowo 30,000 litrów,” – powiedział Philippe.

Rolę Słońca pełnią natomiast ogromne i silne lampy o wiązce światła o średnicy sześciu metrów. Odtwarza to dokładnie widmo światła słonecznego generując światło o natężniu powyżej 2000 watów na metr kwadratowy, co jest porównywalne z zapaleniem 600 żarówek w małej sypialni. Dzięki temu temperatura szybko wzrasta do ponad 130 stopni Celsjusza.

Kiedy statek lub satelita orbitując wokół Ziemi zostaje zasłonięty przez tarczę Ziemi przed Słońcem, jego temperatura dramatycznie spada. W symulatorze zmiana ta uzyskiawana jest przez wyłączenie lamp. Proces testowania musi zaowocować pewnością, że każdy instrument na pokładzie satelity będze w stanie działać niezależnie od temperatury.

Tak pracowite procedury testowe są koniecznym etapem w przygotowaniu satelity do pracy w przestrzeni kosmicznej. Obecnie symulator sprawdza satelitę INTEGRAL, który będzie wystrzelony w październiku 2002 roku. Będzie się on zajmować detekcją promieniowania gamma pochodzącego od czarnych dziur i z innych źrodeł, jak na przykład wybuchy supernowych.

Autor

Łukasz Wiśniewski