ห้องสุญญากาศเชิงความร้อนสำหรับอวกาศ: การควบคู่ระหว่างสุญญากาศกับอุณหภูมิและฉากหลังดำเย็น

การทดสอบสุญญากาศเชิงความร้อนมีอยู่เพราะการถ่ายเทความร้อนที่ควบคุมผลิตภัณฑ์บนพื้นโลกนั้นหายไปในวงโคจร ที่ความดันหนึ่งบรรยากาศ ความร้อนเคลื่อนที่โดยการพาความร้อนและการนำความร้อน ในสุญญากาศใกล้เคียงของอวกาศแทบไม่มีการพาความร้อน ดังนั้นเส้นทางหลักคือการแผ่รังสี ค่าที่ตั้งไว้เดียวกันให้อุณหภูมิพื้นผิวที่แตกต่างกัน ความชันที่แตกต่างกัน และการตอบสนองที่ช้ากว่า การจำลองสภาพแวดล้อมความร้อนของอวกาศบนพื้นโลกจึงต้องควบคุมสุญญากาศและอุณหภูมิไปพร้อมกัน

สุญญากาศและอุณหภูมิควบคู่กัน

ห้องสุญญากาศเชิงความร้อนควบคุมความดันและอุณหภูมิในเวลาเดียวกัน และเพิ่มฉากบัง ฉากบังคือพื้นผิวด้านในที่เคลือบดำและระบายความร้อนลึก ซึ่งทำหน้าที่แทนอ่างความเย็นของอวกาศ: มันดูดซับรังสีจากฮาร์ดแวร์เหมือนที่สภาพแวดล้อมทำ ระดับสุญญากาศกำหนดการนำความร้อนของก๊าซตกค้างและความเสี่ยงของการปล่อยประจุไฟฟ้า อุณหภูมิของฉากบังกำหนดขอบเขตการแผ่รังสี ทั้งสองถูกกำหนดเป็นหนึ่งเดียวเพราะผลการทดสอบขึ้นอยู่กับทั้งคู่

ไม่เหมือนกับห้องทดสอบความสูง

ห้องทดสอบความสูงจำลองความดันของการบินในบรรยากาศ ตั้งแต่ความดันปกติลงมาถึงระดับ 500 Pa และใช้สำหรับความต่างของความดัน การซีล และโคโรนา ส่วนห้องสุญญากาศเชิงความร้อนไปถึงสุญญากาศที่สูงกว่าและมีฉากบังดำเย็น และใช้สำหรับการตรวจสอบสมดุลความร้อนและการทดสอบวัฏจักรความร้อนของยานอวกาศ เพย์โหลด และระบบย่อย ก่อนเลือกเครื่อง ต้องตัดสินให้ชัดว่าข้อกำหนดคือ “ความสูง” หรือ “สภาพแวดล้อมความร้อนของอวกาศ” เพราะทั้งสองต้องใช้ห้องที่ต่างกัน

มาตรฐานใดกำหนดข้อกำหนด

• NASA GEVS, GSFC-STD-7000B, ข้อ 2.6.3, การตรวจสอบสุญญากาศเชิงความร้อน — กำหนดข้อกำหนดการตรวจสอบ พารามิเตอร์การทดสอบ การจำลองสภาพแวดล้อม และข้อกำหนดการยอมรับ GEVS ไม่ใช่ข้อกำหนดเฉพาะของห้อง TVAC เพียงหนึ่งเดียว เงื่อนไขที่ใช้ได้นั้นได้มาจากสภาพแวดล้อมของภารกิจ การกำหนดค่าฮาร์ดแวร์ การวิเคราะห์ความร้อน และวัตถุประสงค์ของการตรวจสอบ
• ECSS-E-ST-10-03C Rev.1, การทดสอบ — มาตรฐานวิศวกรรมอวกาศของยุโรปสำหรับการตรวจสอบด้วยการทดสอบองค์ประกอบและอุปกรณ์ของส่วนอวกาศบนพื้นโลก ครอบคลุมการรับรองคุณภาพ การยอมรับ และการทดสอบสุญญากาศเชิงความร้อน
• ข้อกำหนดของโครงการและลูกค้า ซึ่งกำหนดระดับเฉพาะของภารกิจ

เหตุใดอุณหภูมิของฉากบังจึงสำคัญ

ในสุญญากาศ ชิ้นงานจะสูญเสียความร้อนได้โดยการแผ่รังสีไปยังสิ่งที่มันมองเห็นเท่านั้น หากฉากบังอุ่น อ่างรับรังสีก็อุ่นและความร้อนของฮาร์ดแวร์เองระบายออกไม่ได้ การทดสอบจึงให้ความเค้นต่ำกว่าที่ควร นี่คือเหตุผลที่ฉากบังถูกกำหนดให้เย็น ลึกพอที่จะทำหน้าที่แทนอ่างของอวกาศ และเหตุที่อุณหภูมิของฉากบัง ไม่ใช่เพียงอุณหภูมิอากาศในห้อง เป็นพารามิเตอร์ที่ถูกควบคุม

สิ่งที่ต้องกำหนดเมื่อระบุห้องสุญญากาศเชิงความร้อน

ตรวจสอบรายการเดิมทุกครั้ง: อุณหภูมิฉากบังและรูปแบบฉากบัง ระดับสุญญากาศเป้าหมาย ช่วงอุณหภูมิและวิธีควบคุม การระบายความร้อนของชิ้นงานและเส้นทางความร้อนไปยังฉากบัง ระยะเวลาทดสอบ และวัตถุประสงค์ของการทดสอบ — สมดุลความร้อน วัฏจักรความร้อน การรับรองคุณภาพ หรือการยอมรับ เนื่องจากข้อกำหนดสืบเนื่องมาจากภารกิจ จึงเขียนร่วมกับวิศวกรที่รับผิดชอบแบบจำลองความร้อน ไม่ใช่จากแคตตาล็อก ติดต่อเรา เพื่อพิจารณาเงื่อนไขสำหรับภารกิจเฉพาะ