太空模拟中心主要由热真空室(TVC)组成,用于模拟太空中的条件。TVC主要用于测试卫星或卫星子系统,在一个完全受控的环境中,通过控制两个主要的环境参数:温度和压力,从而准确地再现了太空的条件。

测试是升空的前提条件

         卫星在发射到太空之前进行测试对成功完成任务至关重要。在实际条件下的测试可以帮助识别和避免卫星最常见的风险:卫星部件的过冷或过热。最危险的是宇宙辐射,因为与地球不同,太空缺乏一个保护性的大气层。在地球附近,太阳是最重要的辐射来源。除了电磁辐射外,太阳还发射高能量的电离粒子,两者都可以直接损害组件。

        根据卫星的轨道,温度会有很大的变化。在90分钟的轨道上的卫星在暴露在阳光下时面临大约+150°C的温度,而在被太阳遮挡时,温度大约为-190°C。当卫星受到极端温度的影响时,射频(radio frequency)信号通过专用的导波板在TVC上传输,以进一步测试其耐久性。最后,最好记住,太空中的卫星——以及TVC——在太空中承受的压力低于10-6mbar,这还不到地球上大气压力的十亿分之一。

TVC的主要组成部分

        TVC的三个主要组成部分是外壳、热系统和真空系统。

        外壳是一个不锈钢圆筒。它的任务非常艰巨:它必须承受地球大气层和模拟太空之间的压力差,同时确保最大限度的洁净度。所有的焊接工作和表面处理都是以最谨慎的方式进行的,以尽量减少泄漏率和放气。这是创造高真空和实现TVC中所要求的洁净室条件的先决条件。

        热系统,也被称为护罩,对模拟室进行加热或降温。 它们产生不同的温度,通常在-100℃和+100℃之间。根据具体的测试应用,需要使用不同的热系统。

        真空系统包括一系列用于产生粗略真空(约1x10-2 mbar)的预真空泵,以及用于产生所需真空度范围为1x10-6 mbar至1x10-8 mbar的高真空泵,还有控制和隔离真空阀。

        VAT的19系列大型闸阀通常用于大型低温真空泵上游的TVC中,以便能够将低温泵和系统隔离开,从而定期对低温泵进行所需的再生循环。它们的尺寸之所以如此巨大,是由于需要在尽可能短的时间内在TVC中产生尽可能大的真空抽气量。由于低温泵以及闸阀的开口较大,在从真空过渡到高真空的过程中,任何在粗略抽空后剩余的空气分子都能更快地被捕获、压缩并从TVC中排出。

        此外,19系列大型闸阀可以作为真空室之间的隔离阀,以允许对TVC进行细分。

        由于采用了VATLOCK技术,19系列大型闸阀在关闭位置采用机械锁定。这可以防止在电力或压缩空气故障的情况下真空的泄露。闸阀以阻尼和无接触的方式打开和关闭,从而避免了摩擦点和关闭冲击。一方面,这最大限度地减少了颗粒物在TVC中释放的风险;另一方面,VATLOCK技术的无接触开启和关闭减少了能源消耗,因为更少的摩擦也意味着更少的能量消耗。

        此外,较小口径的闸阀和角阀也是真空系统的一部分,确保TVC可靠地运行。

        VAT销售经理托马斯·博特兰简洁地总结了阀门的重要性。"除了它们的可靠性之外,所使用的真空阀首先必须满足TVC的特殊洁净室条件,这对TVC的操作者来说至关重要"。

        VAT为粗真空、高真空和超高真空应用,提供三个版本的19系列,标准直径可达2000毫米。同时,也可根据要求提供更大的尺寸。