ISO/TR 6832:2023 宇宙システム ― 熱真空チャンバーの開発技術 | ページ 2

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

序文

ISO (国際標準化機構) は、国家標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合体です。国際規格の作成作業は通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。政府および非政府の国際機関も ISO と連携してこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するあらゆる事項について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。

この文書の開発に使用される手順と、そのさらなる保守を目的とした手順は、ISO/IEC 指令Part 1 部に記載されています。特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令Part 2 部の編集規則に従って起草されました ( www.iso.org/directives を参照)

ISO は、この文書の実装に特許の使用が含まれる可能性があることに注意を促しています。 ISO は、請求された特許権に関する証拠、有効性、または適用可能性に関していかなる立場もとりません。この文書の発行日の時点で、ISO はこの文書の実装に必要となる可能性のある特許の通知を受け取っていません。ただし、実装者は、これが www.iso.org/patents で入手可能な特許データベースから取得できる最新の情報を表していない可能性があることに注意してください。 ISO は、かかる特許権の一部またはすべてを特定する責任を負わないものとします。

本書で使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、推奨を構成するものではありません。

規格の自主的な性質、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および貿易の技術的障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) 原則への ISO の準拠に関する情報については、以下を参照してください。 www.iso.org/iso/foreword.html

この文書は、ISO/TC 20 技術委員会、航空機および宇宙船、SC 14 分科会、宇宙システムおよび運用によって作成されました。

導入

1957 年に最初の人工衛星が宇宙への打ち上げに成功して以来、宇宙活動は数十年にわたって発展してきました。その期間中に収集された大量の経験は、宇宙船の軌道上での動作中に発生するかなりの数の故障または欠陥が宇宙環境要因によって引き起こされたことを示しています。これらの要因には、宇宙の真空、冷たい黒色の背景、太陽放射、さらにはアルベドや地球の固有放射が含まれます。そのため、宇宙機の性能評価や熱解析モデルの検証、宇宙機の設計・製造プロセスにおける初期故障や欠陥の発見などを目的として、地上シミュレーション設備で生成した模擬環境で宇宙機の熱平衡試験や熱真空試験が行われています。

宇宙船の開発に携わっている国々は、熱真空室として知られる熱試験施設をいくつか設置しています。また、熱真空試験と熱平衡試験に対する標準化された要件もあります。これらの取り組みにより、宇宙船の信頼性が大幅に向上し、宇宙活動において重要な役割を果たしました。

熱真空チャンバーは、宇宙船が宇宙でのミッション中に経験する真空、コールドブラック、熱流束環境をシミュレートするように設計されています。真空容器、シュラウド、窒素システム、真空システム、熱流束シミュレーションシステム、試料支持機構、測定制御システムなどで構成されています。最先端のシミュレーション技術、関連する試験基準と経験に基づいています。本書は設備開発の成果を蓄積した熱真空チャンバーの開発技術を提供します。

1 スコープ

本書では、真空、コールドブラック、熱流束などの宇宙環境を模擬する技術と、熱真空チャンバー(TVC)の構成と機能について説明します。この文書で定義されているこの種の施設は、宇宙船システム レベルおよび大型宇宙船コンポーネント レベルでの熱真空試験 (TVT) および熱平衡試験 (TBT) に適しています。

2 規範的参照

この文書には規範的な参照はありません。

3 用語と定義

この文書の目的上、次の用語と定義が適用されます。

ISO と IEC は、標準化に使用する用語データベースを次のアドレスで維持しています。

3.1

熱真空チャンバー

TVC

宇宙環境シミュレーター

宇宙の真空、コールドブラック、地上の熱流束環境をシミュレートする施設

注記 1:宇宙船の 熱真空試験 (TVT) (3.4) および 熱平衡試験 (TBT) (3.5) に使用されます。

3.2

シュラウド

宇宙の コールドブラック環境 (3.3) をシミュレートするための 熱真空チャンバー (TVC) (3.1) のサブシステム

注記 1:宇宙の冷たい黒色環境をシミュレートするために、液体窒素またはガス状窒素によって冷却されます。ヒートシンクとも呼ばれます。

3.3

冷たく黒い環境

太陽と地球の放射線と地球の大気アルベドを考慮しない宇宙環境

注記 1:極寒の環境下での宇宙船からの放射エネルギーは完全に吸収されます。

3.4

熱真空試験

TVT

試験項目の能力を実証し、真空中、事前に定義された温度条件で要件に従って動作することを目的として実施される試験

注記 1:宇宙船は、打上げ前に熱真空 室 (TVC) (3.1) によって提供される同様の環境における 熱平衡試験 (TBT) (3.5) および熱真空試験 (TVT) によって検証されます。

3.5

熱平衡試験

未定

熱モデルの妥当性や熱設計の妥当性を検証するために実施されるテスト

注記 1:宇宙船は、打ち上げ前に熱真空室 (TVC) ( 3.1) によって提供される同様の環境で、熱平衡試験 (TBT) および熱真空試験 (TVT) ( 3.4) によって検証されます。

3.6

シミュレーションチャンバー

熱真空チャンバー (TVC) の本体 (3.1)

注記 1: これには真空容器と シュラウド (3.2) が含まれており、宇宙船にテストスペースを提供します。

参考文献

1ISO 1609, 真空技術 - フランジ寸法
2ISO 2861, 真空技術 — クイックリリースカップリングの寸法
3ISO 3669, 真空技術 — バック可能なフランジ — 寸法
4ASME BPVC, 圧力容器の構造に関する VIII 規則
5ASH GS, PH.D.、宇宙シミュレーション船用のクライオシュラウド表面の製造。スペースシミュレーションカンファレンス200
6POLLARA RA, 窒素ガス熱調整ユニットによる熱真空チャンバーの温度パフォーマンスの向上。
7ROY Stevenson Soler Chisabas, Citizen Eduardo Escobar, Loureiro Geilson, Space Simulation Vessels State-Of-The-Art, IAC-16-C2-IP-10-3570
8BRINKMAN PETER W.、ESA/ESTEC における大宇宙シミュレータ (LSS) の主な特徴、LLS, (II)、 th SS
9BECKEL KURT A.、第 15 回 SSC, ESTE​​C の大空間シミュレータ用の 2 軸モーション シミュレータ。

Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives ).

ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a) patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a) patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at www.iso.org/patents . ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html .

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 20, Aircraft and space vehicles, Subcommittee SC 14, Space systems and operations.

Introduction

Since the first artificial satellite was launched into space successfully in 1957, space activities have been developed over the decades. The large amount of experience collected during that period demonstrates that a significant number of failures or defects appearing during spacecraft in-orbit operation were induced by space environment factors. These factors include space vacuum, cold black background, solar radiation, and also albedo and eigenradiation of the Earth. Therefore, thermal balance tests and thermal vacuum tests for spacecraft are performed in a simulated environment generated by ground simulation facilities in order to evaluate spacecraft performance, to verify thermal analysis models, and to discover early failures and defects in the spacecraft design and manufacturing process.

Countries engaged in spacecraft development have established several thermal test facilities, known as thermal vacuum chambers. They also have standardized requirements for thermal vacuum tests and thermal balance tests. These efforts greatly improved spacecraft reliability and played an important role in space activities.

A thermal vacuum chamber is designed to simulate vacuum, cold black and heat flux environment that a spacecraft experiences during its mission in space. It is composed of vacuum vessel, shroud, nitrogen system, vacuum system, heat flux simulation system, specimen support mechanism, measurement and control system, etc. Based on the state-of-the-art simulation technology, the relevant test standards and experiences accumulated from facilities development, this document provides development technology of a thermal vacuum chamber.

1 Scope

This document describes the technology for simulating space environments such as vacuum, cold black, and heat flux, as well as the compositions and functions of a thermal vacuum chamber (TVC). This kind of facility defined in this document is suitable for thermal vacuum tests (TVT) and thermal balance tests (TBT) on spacecraft-system level as well as on large-spacecraft-component level.

2 Normative references

There are no normative references in this document.

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:

3.1

thermal vacuum chamber

TVC

space environment simulator

facility to simulate the space vacuum, cold black, and heat flux environment on the ground

Note 1 to entry: It is used for thermal vacuum tests (TVT) (3.4) and thermal balance tests (TBT) (3.5) of spacecraft.

3.2

shroud

subsystem of a thermal vacuum chamber (TVC) (3.1) to simulate the cold black environment (3.3) in space

Note 1 to entry: It is cooled by liquid nitrogen or gaseous nitrogen to simulate the cold black environment in space. It is also called heat sink.

3.3

cold black environment

space environment without considering the solar and Earth radiation and the Earth's atmospheric albedo

Note 1 to entry: The radiated energy from spacecraft under cold black environment will be completely absorbed.

3.4

thermal vacuum test

TVT

test which is conducted to demonstrate the capability of the test item and to operate according to requirements in vacuum at predefined temperature conditions

Note 1 to entry: A spacecraft is validated by a thermal balance test (TBT) (3.5) and a thermal vacuum test (TVT) in a similar environment provided by a thermal vacuum chamber (TVC) (3.1) prior to launch.

3.5

thermal balance test

TBT

test which is conducted to verify the adequacy of the thermal model and the adequacy of the thermal design

Note 1 to entry: A spacecraft is validated by a thermal balance test (TBT) and a thermal vacuum test (TVT) (3.4) in a similar environment provided by a thermal vacuum chamber (TVC) (3.1) prior to launch.

3.6

simulation chamber

main body of a thermal vacuum chamber (TVC) (3.1)

Note 1 to entry: It includes vacuum vessel and shroud (3.2) and provides test space for spacecrafts.

Bibliography

1ISO 1609, Vacuum technology — Flange dimensions
2ISO 2861, Vacuum technology — Quick-release couplings dimensions
3ISO 3669, Vacuum technology — Backable flanges — Dimensions
4ASME BPVC, VIII Rules for Construction of Pressure Vessel
5ASH G.S., PH.D., Manufacturing of Cryoshroud Surfaces for Space Simulation Vessels. Space Simulation Conference 2008.
6POLLARA R. A., Improved Thermal vacuum chamber Temperature Performance via Gaseous Nitrogen Thermal Conditioning Units.
7ROY Stevenson Soler Chisabas, Bürger Eduardo Escobar, Loureiro Geilson, Space Simulation Vessels State-Of-The-Art, IAC-16-C2-IP-10-35703.
8BRINKMAN PETER W., Main characteristics of the large space simulator (LSS) at ESA/ESTEC, LLS(II), 13th SSC.
9BECKEL KURT A., The two axis Motion Simulator for the Large Space Simulator at ESTEC, 15th SSC.