次期赤外線天文衛星 spica 全体 試験計画の概要
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次期赤外線天文衛星 SPICA 全体 試験計画の概要. 2010 年 2 月 18 日 打ち合わせ用 SPICA プリプロジェクトチーム. SPICA全体試験計画. SPICA の特徴 寒剤なしで極低温冷却を実現 地上実証試験が困難 FM を使っての試験計画 ミッション部熱試験 SPICA 望遠鏡 (STA) 冷却光学試験 FPI(焦点面観測装置)総合性能評価試験. FPI総合性能評価試験. SPICA 望遠鏡焦点面観測装置 Focal Plane Instrument (FPI). TOB : Telescope Optical Bench - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
次期赤外線天文衛星 SPICA全体試験計画の概要
2010 年 2 月 18 日 打ち合わせ用
SPICA プリプロジェクトチーム
SPICA全体試験計画
SPICA の特徴寒剤なしで極低温冷却を実現
地上実証試験が困難
FM を使っての試験計画ミッション部熱試験SPICA 望遠鏡 (STA) 冷却光学試験FPI(焦点面観測装置)総合性能評価試
験
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FPI総合性能評価試験
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SPICA 望遠鏡焦点面観測装置Focal Plane Instrument (FPI)
TOB : Telescope Optical Bench
IOB: Instrument Optical Bench
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FPIのシステム全体試験を計画するにあたって考慮すべき重要項目
非常に精密な衛星熱設計をベースに、最終的にJ-T 冷凍機で、 FPI を~5 K に冷却する、というコンセプトが本当に成立するか?
機械式冷凍機・姿勢制御系( RW,IRU )からの、振動じょう乱や、干渉をどう低減し、問題ないことを実証するか? 軌道上での、高感度(低雑音)を実現するため
焦点面ガイドカメラとの協調動作に問題ないことを、どう実証するのか? 電気的干渉の有無 ? アラインメントは ?
FPI 間で望遠鏡焦点にずれがないこと( Co-focus )をどう実証するか? ( 特に、近中間赤外の装置 ) 望遠鏡の副鏡調整機構をそう頻繁には動かせない
FPI モデルの考え方
前述したシステムレベル試験を行う上で、最小限のモデルは以下の3つとなる : FM (Flight Model) (& its spare) STM : structure thermal model 熱構造モデル CQM : cold qualification model 低温実証モデル
FMの納期 : 以下のシナリオだと 2016 年 6 月 ( 最悪 2016 年 8
月 )
STM :Structure Thermal Model
Description Mechanical I/F specifications (including disturbance
sources) is equivalent to that of FM Required Function
Same mechanical I/F specifications to FM Nearly the same thermal I/F (TBD, for spacecraft(PM)
thermal test) Equipped with thermometers, acceleration sensors for
measurement of I/F environmental condition Simulate mechanical disturbance according to the system
operation modes Proposed Delivery
Jan. 2013 : before starting of assembly of spacecraft (PM) for the system Mechanical Thermal Test
CQM :Cold Qualification Model
Description Nearly equivalent to FM incorporating with detectors
operable at low-temperature expected in orbit Required Function
Same thermal, mechanical, electrical I/F specifications to FM
Equipped with detectors operable at low-temperature, with the same noise performance as that of FM
Simulate heat-dissipation (load to J-Ts), mechanical disturbance according to the system operation modes
Proposed Delivery Apr. 2015 : when the PLM(FM) is available for us to
test the items (a), (b), & (c) in page 2.
今回提案するSPICAシステム試験とモデル
STM を使って : 2014 年の衛星 MTM 試験において、 FPI におけ
る、 J-T や AOCS からの振動じょう乱レベルを測定する。
CQM を使って J-T (PM) による冷却試験 (PLM (PM) の中で? ) J-T および AOCS(PM もしくはシミュレータ ) から
の振動擾乱測定、および、 FPI 相互、 J-T 、 AOCSとの電気的干渉試験( 2015 年度後半)
FM を使って 低温 FPI 性能試験(光学的・電気的) STA 極低温性能評価試験(前述) ミッション部熱試験(前述)
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FPI 低温性能評価試験 (1)
時期: 2016 年後半、1-2ヶ月間場所: 6mスペースチェンバー?(要調整
)構成:
IOB (ダミー)+ FPI(FM) +冷凍機 (FM) + FPI-E(FM) + STA シミュレータ
目的: すべての FM の FPI がそろった状態で、極低温
におけるすべての FPI 機能と、電気的・光学的性能評価試験(光学性能は STA シミュレータで)および相互干渉試験。
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FPI 低温性能評価試験 (2)
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極低温環境での STA 光学性能試験
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SPICA 望遠鏡SPICA Telescope Assembly (STA)
3.5m is technically a good choice Monolithic Mirror
Ceramic material (SiC)
No deployable mechanism Simple, Feasible, Reliable
Smooth PSF Essential for Coronagraph
Herschel & AKARI Heritage SPICA: WFE 0.35μm, 5K (3.5m) AKARI: WFE 0.35μm, 6K (70cm) Herschel: WFE 6μm, 80K (3.5m)
STA 極低温性能評価試験(1)
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時期: 2017 年前半、1-2ヶ月間場所: 6mスペースチェンバー構成:
IOB (FM)+ STA(FM)目的:
STAの極低温(<10K)での光学性能の評価。
スティッチング法で複数の測定を接続するシュラウドを増設し<10Kを実現。
STA 極低温性能評価試験(2)
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Anti-Vibration Table
Test Specimen Mount Table (with Shroud)
Pillar of V
acuum V
essel
Independent Foundation
Cryo Sorption Pumps
AC
F
Turbo Molecular Pumps
Gear
Motor
Interferometer
GHe
LN2
LN2 Shroud
GHe Shroud
AC
F
1
2
34
5
67
8
ミッション部熱試験
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ミッション部熱試験
目的 SPICA冷却シス
テムの性能評価 方法
既存チェンバーに極低温シールドを追加
冷却時間短縮のための追加冷却能力の必要性
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全体スケジュール(書き込み用)
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全体試験スケジュール(案)
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Space Odyssey in 2018