Испытательные климатические камеры





+7 (499) 390-93-54
klimatkam@mail.ru

Камеры, моделирующие условия космоса

Как правило, в камерах с разряженной атмосферой, предназначенных для создания, изучения и проверки веществ и устройств, с которыми предмет может взаимодействовать в космическом пространстве, моделируются следующие параметры:

• - Малое давление;
• - Показатель освещенности;
• - Температурный показатель.
Такие аппараты имеют название – камеры-имитаторы свойств космоса.

Однако, в этих помещениях, используя лишь машинные насосы для физических лабораторий, нужное давление создать нельзя. В большинстве случаев, кислород выкачивают каскадно или ступенчато. Механические насосы применяют только в начальных этапах создания вакуума. В последующих фазах используют либо ртутные диффузные помпы, либо масленые и низкотемпературные. Лишь эти насосы в состоянии сохранять нужное низкое значение давления

Солнечное освещение моделируется угольными лампами на основе ртути, ксеноновыми или дуговыми лампами. Как правило, они находятся снаружи отсека. Благодаря системе отражателей, тепловые и световые составляющие солнечного освещения попадают на окна камеры, которые состоят из кварца. Проходя через эти окна, данные параметры оказываются в конструкции, включающая в себя линзы и зеркала. Эта система расположена уже в камере. В этой системе лучи собираются и концентрируются на объекте испытания. Есть камеры, которые обладают внутренней системой подачи света.

В космическом пространстве объект не освещается светом и подвергается воздействию малых температур. Чтобы создать подобные условия, стены камеры оборудованы панелями, которые охлаждаются благодаря жидкому азоту. Используя этот способ, помещение может удерживать температуру на уровне -200°С. Такие отсеки имели не последнее значение в создании и изучении управляемых и не управляемых космических судах США.

Типичное помещение, используемое в испытаниях не управляемых космических челноков, находится в Гринбелте, штате Мэриленд, в Годдардовском центре, который специализируется на космических полетах (рис.38). Ее поперечная длина составляет 10,6 м, высота-18,2 м. Она может производить и сохранять вакуум давлением в 1•10-10 мм рт. ст. Конфигурация обладает 127 лампочками на основе ртути и ксенона, и отражателями. Они собирают лучи света от ламп и направляют пучок лучей на лупы (четыре лупы из кварца). Данная система правильно копирует ультрафиолетовое, инфракрасное, а также видимое излучение солнечного луча. Лампы располагаются на поверхности, которая является съемной. Это дает возможность размещать внутри помещения космические шаттлы, либо какие-нибудь узлы, которые подлежат испытанию. При работающих лампах (показатель давления в отсеке еще в норме) входить в отсек разрешается строго в спецодежде, которая покрыта алюминием. Этот костюм защищает от тепловых лучей. Также необходимо надевать защитную маску, которая будет фильтровать образовавшийся в отсеке из-за ультрафиолета озон.

Для создания более сильного разреженного состояния, необходимы помещения поменьше. Это может понадобиться для проведения опытов над деталями и узлами управляемых и не управляемых кораблей. Также такие камеры подходят для проверки малых искусственных спутников нашей планеты. Такое помещение построено в штате Теннеси, в городе Туллахоме, и принадлежит научному исследовательскому центру ВВС. Отсек, величиной идентичный предыдущему – 10,6 м. Он может поддерживать давление, которое наблюдается на точке, равной 640 км над нулевой точкой. То, как она работает, показано на изображении, расположенном выше. Камера, создающая вакуум 1•10-12 мм рт. ст. находится в научном исследовательском центре, занимающимся изучением космоса, в штате Калифорния, Хантитгтон-Бич. Ее кубатура составляет 2,24 м3.

Отсек для проведения опытов над космическим челноком с наличием на нем человека, имеет такое же строение и принцип работы, как и отсеки, предназначенные для испытаний без человека. Единственным отличием является наличие функции быстрой разгерметизации. Она предназначена для быстрого реагирования при возникновении экстренной ситуации. Эти помещения находятся в научном исследовательском центре создания управляемых космических судов в Техасе в Хьюстоне. Одно из таких помещений задействовано в опытах над лунным и главным узлами шаттлов группы «Аполлон». Это помещение величиной 36,5 м и поперечной протяженностью 19,7 м. В нем помещается челнок, величиной до 30 м и поперечной величиной до 7,6 м.

В отсек суда могут попасть через 12-метровую дверь-стену. Для того, чтобы персонал смог попасть в отсек, существует 4 шлюза. Два поддерживают величину давления на обычном уровне, вторые два – на давлении ниже от обычного. Верх отсека оборудован дуговыми лампочками, стены – низкотемпературными охладителями. Благодаря этому, показатель температуры меняется в пределах от -180 до +125°С. Такие температуры типичны для лунной поверхности. Отсек способен снизить показатель давления до 10-7 мм. рт. ст.

Второй отсек величиной 13 м и поперечным размером 10,6 м применяется в целом для проведения опытов над амуницией, которая позволяет человеку выйти и находиться в открытом космосе, а также для температурных опытов над лунным узлом «Аполлона» при наличии в нем людей. Отсек вмещает в себя установку величиной 8,2 м и поперечной длиной 4м. Вход в отсек доступен благодаря вынимающейся крышке и двум шлюзам с обычным уровнем давления. Дуговые лампы из угля, которые находятся в потолке отсека, копируют действие радиации, идущей от Солнца, охладительная система, расположенная в стене создает низкие температуры, свойственные открытому космосу. Отсек способен создавать давление равное 1•10-6 мм рт. ст.

Если вдруг возникла чрезвычайная ситуация, оба отсека можно подвергнуть разгерметизации в кротчайшие сроки. Давление от максимально малого до 0,4 атмосфер поднимается за 30 секунд, за последующие 60 секунд величина давления нормализуется до стандартного. В камере есть особый отсек, который оснащен дифириллятором, электростимулятором сердца и другими устройствами, предназначенными для реанимации. Также имеется резерв кислорода и других средств, которые помогут людям при получении расстройства из-за перепадов давления при приведении опытов в отсеке.

Два оставшихся отсека научного исследовательского центра, занимающегося созданием управляемых космических шаттлов в городе Хьюстон, участвуют в проведении опытов над обмундированием и устройствами поддержания жизни. Вдобавок, в них проходит тренировка космонавтов, имитируя ситуацию, в которой они находятся снаружи судна или в случае пробоя кабины, которая вызвала разгерметизацию. Один отсек, загружается сверху. Его величина составляет 6,7 м, поперечная длина 6,0 м, а также воздушный шлюз, который состоит из двух отсеков, которые имеют протяженность 6,0 м и поперечную величину в 3,0м. Этот отсек используется для проникновения персонала в помещение и выполнение опытов. Обычно, в отсеке создается такой уровень давления, который равен точке в 70 км над точкой отсчета. Это уровень можно нормализовать за 14 секунд. Во второй камере, которая обладает такими же геометрическими параметрами, как и первая, в большинстве случаев, создается давление, которое наблюдается при достижении высоты в 45км. Эта камера так же обладает функцией быстрой резгерметизации.
tml>