ULUSLARARASI UZAY İSTASYONUNDA YER ALAN JAPONYA YA AİT KIBO MÖDÜLÜ DIŞINDA KURULU TEST DÜZENEĞİNDE MALZEME TESTİ YAPILMASI

Transkript

1 ULUSLARARASI UZAY İSTASYONUNDA YER ALAN JAPONYA YA AİT KIBO MÖDÜLÜ DIŞINDA KURULU TEST DÜZENEĞİNDE MALZEME TESTİ YAPILMASI Japonya ile Türkiye arasında Uydu ve Uzay Teknolojileri alanında Genel Müdürlüğümüzün koordinesinde yapılan işbirliği çalışmaları neticesinde Uluslararası Uzay İstasyonunda (ISS) yer alan Japonya ya ait KIBO modülü dışında kurulu olan bir malzeme test düzeneği yoluyla, ülkemizde üretilen malzemelerin, uzay ortamında maruz kalacağı radyasyon vb etkilerin sonuçlarının görüleceği testlerin yapılması konusunda mutabık kalınmıştır. Bu kapsamda KIBO Modülünde bulunan Malzeme Test Düzeneğinde 2016 yılında 1 adet malzemenin testi (10x10x2 cm), 2017 yılında ise 2 adet malzemenin testi (10x10x2 cm) ya da tek malzemenin testi (10x20x2 cm ) yapılabilecektir. Japonya yetkililerine test tekliflerinin iletilebilmesi için test yapmak isteyen kurum, kuruluş ve üniversite yetkililerimizin Genel Müdürlüğümüze 15 Kasım 2015 tarihi mesai bitimine kadar yazılı olarak başvuruda bulunması gerekmektedir. Konuya ilişkin dokümanlar İngilizce ve Türkçe olarak aşağıda yayınlanmıştır.

2 Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) Japon KIBO Modülü Test Yapılabilecek Malzemelerin Boyutları

3 Malzeme Test Düzeneği

4 KISALTMALAR ABD EF ExHAM EVA G ICD ISS IVA JAXA JEMRMS JEM KGF KIBO KPA KPA/S LBF N SFA Amerika Birleşik Devletleri Dış Ortam Tesisi Dış Ortam Deneyi Test Örneği Taşıyıcı Mekanizması Uzay Aracı Dışı İnsan Faaliyeti Yerçekimi ivmesi Gereklilik Kontrol Dokümanı Uluslararası Uzay istasyonu Basınçlandırılmamış Araç İçi İnsan Faaliyeti Japonya Uzay Araştırma Ajansı KİBO Robotik Kol Sistemi Japon Deneysel Modülü Kilogram-kuvvet Japon Deneysel Modülün diğer adı Kilopascal Kilopascal/ saniye Pound-kuvvet Newton Robot Kolu Sisteminin küçük hassas kolu

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30 JMX ISS (Uluslararası Uzay istasyonu)-kibo Modülü Dış Ortam Deneyi Test Örneği Taşıyıcı Mekanizması (ExHAM) Kontrol Belgesi Nisan, 2015 Japonya Uzay Araştırma Ajansı (JAXA)

31 JMX GEÇERLİ SAYFALAR LİSTESİ Sayfa Tüm Sayfalar Geçerli - Revizyon Değişiklik Yok

32 JMX REVİZYONLAR Revizyon Tarih Tanım Not Değişiklik Yok Yeni Sürüm

33 JMX İÇERİK 1. GİRİŞ 1.1 AMAÇ VE KAPSAM 1.2 ExHAM ve GÖREVİN GENEL TANIMLAMASI ExHAM a Genel Bakış Test Örneğinin Tanımı 2. BELGELER 2.1 İLGİLİ BELGELER JAXA Belgeleri ABD Hükümeti Belgeleri 3. GENEL GEREKSİNİMLER 3.1 GEREKLİLİKLERİN TANIMLANMASI 3.2 TEST PARÇASI- ExHAM GENEL YERLEŞİMİ 3.3 KOORDİNAT SİSTEMİ 4. ARAYÜZ GEREKSİNİMLERİ 4.1 MEKANİK GEREKLİLİKLER Boyutlar Konum ve Sayı Kütle Bağlantı Elemanı Gereksinimleri 4.2 ISIL ARAYÜZ 4.3 ELEKTRİKSEL ARAYÜZ Topraklama 4.4 ÇEVRESEL GEREKLİLİKLER Basınç İvmelenme Çarpışma Yükü Uzay Aracı Dışı İnsan Faaliyetinde (EVA) Uygulanabilir Azami Yük YER HİZMETLERİ, NAKLİYE VE RASTGELE TİTREŞİM ORTAMLARI 4.5 MÜRETTEBATÇA UYULACAK GEREKLİLİKLER Basınçlandırılmamış Araç İçi İnsan Faaliyeti (IVA) Gereklilikleri Uzay Aracı Dışı İnsan Faaliyeti(EVA) Gereklilikleri 4.6 KİBO ROBOTİK KOL SİSTEMİ (JEMRMS)-KÜÇÜK HASSAS KOL İSTERLERİ 5. DOĞRULAMA SORUMLULUĞU

34 JMX Giriş 1.1 Amaç ve Kapsam Bu belge, JX-ESPC NC-3 ün İngilizce çevirisidir. Bu belge, Dış Ortam Tesisi ne (EF) veya Deney Lojistik Modülü-Basınçlandırılmış Kısmına kurulan Dış Ortam Deneyi Test Örneği Taşıyıcı Mekanizması(ExHAM) ile test örneği gerekliliklerini ortaya koyar. NASDA-ESPC-1681 JEM Faydalı Yük Güvenlik Gelişim Teminat Gereksinim Belgesi nde test örneği için gerekli güvenlik ve teminat hakkında daha önceden açıklama yapılmıştır. 1.2 ExHAM ve Görevin Genel Tanımlaması ExHAM a Genel Bakış ExHAM; Dış Ortam Tesisi ne veya Deney Lojistik Modülü-Basınçlandırılmış Kısmına kurulan küçük test örnekleri taşımaya yarayan ve basit dış ortam deneyleri yürütülen genel maksatlı deneysel bir araçtır. ExHAM, Basınçlandırılmış Modülden alınır, Hava Kilidi nden geçirilir, Robot Kolu Sisteminin (JEMRMS) küçük hassas kolu (SFA) aracılığıyla dışarı çıkarılır ve dış ortam deneyinden sonra tekrar Basınçlandırılmış Modüle taşınır. ExHAM ın görünüşü ve ExHAM ın ana parçalarının adları Şekil de verilmiştir. JEM sistemi ana hattına ilişkin açıklama NASDA-ESPC-2897 JEM Faydalı Yük Yerleştirme El Kitabı Ana Cilt te mevcuttur.

35 JMX Test Örneğinin Tanımı ExHAM da kullanılacak test örneği ExHAM ın karakteristiğinden kaynaklanan alttaki sınırlamalara tabidir. - ExHAM elektrik arayüzüne sahip olmadığı için, test örneği güç beslemesi ve iletişim kaynağı almaz. - 2 çeşit test örneği vardır; Tip 1: Test örneği 1 birim yer kaplar, 100 x 100 x 20 mm Tip 2: Test örneği 2 birim yer kaplar, 100 x 200 x 20 mm Detaylı boyutlar için paragraf e bakınız. - Test örneğinin dış yüzeyi doğrudan uzay ortamına maruz kalmaktadır. 2. Belgeler 2.1 İlgili Belgeler Alttaki belgeler; Gereklilik Kontrol Belgesinin bir parçasını oluşturmaktadır. Aksi belirtilmedikçe, en son versiyon kullanılacaktır. Alttaki belgelerin bu belgenin gereklilikleriyle çelişkili olmaları durumunda, bu belgenin gereklilikleri önceliğe sahip olacaktır JAXA Belgeleri (1) NASDA-ESPC-2897 JEM Faydalı Yük Bulundurma El Kitabı Ana Cilt (2) NASDA-ESPC-2900 JEM Faydalı Yük Bulundurma El Kitabı Cilt 3: JEM Dışa Açık Birim / Faydalı Yük Standard Arayüzü Kontrol Belgesi (3) NASDA-ESPC-2901 JEM Faydalı Yük Bulundurma El Kitabı Cilt 4: JEM / Robotik / Faydalı Yük Standard Arayüzü Kontrol Belgesi (4) NASDA-ESPC-1681 JEM Faydalı Yük Emniyet Geliştirme Güvence Gerekliliği Belgesi (5) JCX JEM Çevresel Gereklilik Tanımları (6) JCX JEM Basınçlandırılmış Modülü için Destek Ekipmanı Spesifikasyonları /Lojistik Modülü Deneyi Basınçlandırılmış Kısım (7) JCX JEM EVA Destek Ekipmanı Listesi (8) JCX Hava Kilidi Altındaki Faydalı Yük İçin Isıl Analiz Modeli (9) NASDA-ESPC-2688 JEM Sistem / Robotik Arayüz Kontrol Belgesi (10) JX-ESPC JEM Sistem /Dışa Açık Deney Bağlantı Mekanizması Arayüz Kontrol Belgesi

36 JMX ABD Hükümeti Belgeleri (1) SSP30245 Uzay İstasyonu Elektriksel Topraklama Gereklilikleri (2) SSP Uzay Aracı Dışı İnsan Faaliyeti (EVA) Standart Arayüz Kontrol Belgesi (3) SSp30426 Uzay İstasyonu Harici Kirlilik Kontrol Gereklilikleri (4) SSp50005 Uluslararası Uzay İstasyonu(ISS) Uçuş Ekibi Entegrasyonu Standardı (5) SSP50835 ISS Basınçlandırılmış Hacim Donanımı Ortak Arayüz Gereklilikleri Belgesi 3. Genel Gereksinimler 3.1 Gerekliliklerin Tanımlanması ExHAM ve test örneğinin gereklilik konsepti Şekil de gösterilir. KİBO (JEM) Dış Ortam Tesisi ve test örneği arasındaki gereklilikler ve taşıma cihazlarından birisi olan Kibo Robotik Kol Sistemi ile ilgili gereklilikler bu belgede tanımlanmamıştır. Kısım İlgili Belgeler başlığı altında (2), (3) ve (10) da gösterilen gereklilik kontrol belgeleri bu gerekliliklere uygulanacaktır. 3.2 Test Parçası ExHAM Genel Yerleşimi ExHAM ve test örneği Şekil de gösterilir. 3.3 Koordinat Sistemi JEM in koordinat sistemi İlgili Belge (9) da Paragraf de tanımlanır. ExHAM koordinat sistemi Şekil de gösterilir. 4. Arayüz Gereksinimleri 4.1 Mekanik Gereklilikler Boyutlar Test örneğinin dış ebatları/şekli ve test örneği tutucu kapağı Şekil de gösterilir. İlgili şekilde Tip 1 ve Tip 2 nin ölçüleri de yer almaktadır. Test örneği tutucu kapağının farklı eksenlerdeki dış ebatları/şekli Şekil de gösterilir Pozisyon ve Sayı Test örneği azami yükleme sayısı 20 birimdir. Test örneği yükleme pozisyonu Şekil de gösterilir.

37 JMX Test örneğinin hareket etmesi esas olarak, esnek parçanın bağlantıya doğru ittirilmesiyle kısıtlanır. Tutucu kapak ile de test örneğinin hareket etmesi ve çıkması engellenir Kütle Test örneklerinin maksimum kütleleri; Tip 1: 200 gram Tip 2: 400 gram Bağlantı Elemanı Gereksinimleri Uzay ortamına maruz kalan bağlantı elemanları, parçaların ayrılmasını engellemek için kendinden kilitli civata ve civata somunu olacaktır. 4.2 Isıl Arayüz Test örneği ile ExHAM, Şekil de gösterilen dış yüzey ısıl arayüzüne sahiptir. Test örneği Tablo de gösterilen arayüz sıcaklığına (ExHAM tarafı) uygun olarak tasarlanacaktır. Deneyi yapan taraf JAXA ya model tarifiyle beraber bir arayüz sıcaklığı matematiksel modeli sunmalıdır. 4.3 Elektriksel Arayüz Topraklama Test örneğinin topraklama yüzeyleri kenar yüzeylerinden seçilmelidir (4 yüzey). ExHAM ın esnek parçaları ile test örneği arasındaki topraklama Class S (Sınıf S) olmalıdır. Topraklama kavramı Şekil de gösterilmektedir. Bu gereksinim sadece ihtiyaç duyan test örneklerine uygulanmalıdır. 4.4 Çevresel Gereklilikler Basınç JEM Hava Kilidi iç basınç ortamı (boşaltma / iç ve dış kapaklar kapalıyken hava doldurma) aşağıdaki gibidir; - Hava Kilidi iç basınç değişimi (basıncın azaltılması / basınç uygulama): 0~104.8 [kpa] - Hava Kilidi iç basınç değişim oranı (basıncın azaltılması / basınç uygulama): 1.0 [kpa/s] den az İvmelenme ExHAM daki test örneği üzerine her yöndeki sınırlayıcı noktalardan 0.2G lik yük yüklendiğinde güvenlik riski meydana gelmemelidir.

38 JMX Çarpışma Yükü JEM Robotik Kol Sistemi (JEMRMS) Küçük Hassas Kolu (SFA) iki başarısız denemeden sonra 37.7 kgf (370N) büyüklüğünde çarpışma yükü oluşturabilir. Test örneği, ISS için hasara sebep olmamalıdır. Tutacakların ucu 0.76 mm yarıçaplıdır. Test örneğinin Emniyet Marjini; aşağıdaki Emniyet Katsayıları ile uyumlu olarak hesaplanmalıdır. Emniyet Katsayısı Akma 1.25 Kopma Uzay Aracı Dışı İnsan Faaliyetinde (EVA) Uygulanabilir Azami Yük 0.5 inç çapında bir dairesel alana mürettebat tarafından 125 lbf (556 N) büyüklüğünde yük uygulandığı sırada test örneğinde hasar oluşmamalıdır. Yapının Emniyet Marjini; aşağıdaki Emniyet Katsayıları ile uyumlu olarak hesaplanmalıdır. Emniyet Katsayısı Akma 1.25 Kopma YER HİZMETLERİ, NAKLİYE VE RASTGELE TİTREŞİM ORTAMLARI Test örneği İlgili Belge 2.1.2(5) Paragraf 3.1 ile uyumlu olarak hazırlanmalıdır. 4.5 Mürettebatça Uyulacak Gereklilikler IVA Gereklilikleri Deneyi yapan kurum, JAXA bünyesinde yer alan Uzay Kullanımı Araştırma Merkezi Dış Ortam Tesisi Faydalı Yük Görev Grubu ile IVA görevinin planlamasını yapmalıdır. Daha sonra doğrulanacak gereklilikler özgün bir test örneği arayüz kontrol dokümanında özetlenir. Diğer operasyonel kısıtlamalar, operasyon düzenleme belgesinde özetlenir EVA Gereklilikleri Rutin görev planlanmamıştır. ExHAM ı bağlantılardan ayırmanın mümkün olmaması gibi beklenmedik bir durumla karşılaşılırsa, ExHAM EVA ile kontrol altında tutulabilir. Test örneği doğrudan bir EVA gerekliliğine sahip değildir. 4.6 Kibo Robotik Kol Sistemi Küçük Hassas Kol Gerekliliği Üst yüzeyde (+Z kenarı) taşınan test örneğine ilişkin olarak, test örneği Kibo Robotik Kol Sistemi - Küçük Hassas Kolu nun kamera görüş açısında yer aldığı için malzeme parlamaya neden olmamalıdır. Detaylar için İlgili Belge 2.1.1(3) te ilgili paragrafa bakınız. 5. Doğrulama Sorumluluğu Paragraf 4 te gerekli olan Doğrulama Sorumluluğu temel olarak Tablo 5.1 deki uygunluk matrisine dayanır.

39 JMX

40 JMX I. Mekanik Gereklilikler II. Isıl Arayüz III. Topraklama Arayüzü Şekil ExHAM ın Arayüz-Gereklilik Kavramı / Test Örneği

41 JMX

42 JMX

43 JMX

44 JMX

45 JMX

46 JMX

47 JMX

48 JMX Tablo ExHAM ve Test Örneği arasındaki Isıl Arayüz Arayüz Sıcaklığı (ExHAM Tarafı) 80 Santigrad (Yüksek Sıcaklık -94 Santigrad (Düşük Sıcaklık) Bu değerler kendine özel bir termal model kullanılarak oluşturulan tekil ısıl analiz ile sabitlenecektir.

49 JMX Tablo 5.1 Gereklilik Kontrol Dökümanı (ICD) Uyumluluk Matrisi o: Uygulanabilir -: Uygulanmaz Paragraf Gereklilik ExHAM ile doğrulanacak Test Örneği ile doğrulanacak 4.1 Mekanik Gereklilikler - - (Başlık) Boyutlar o o Pozisyon ve Sayı o Kütle - o 4.2 Isıl Arayüz o o 4.3 Elektriksel Arayüz (Başlık) Topraklama - o 4.4 Çevresel Gereklilikler - - (Başlık) Basınç - o İvme - o YER HİZMETLERİ, - o NAKLİYE VE RASTGELE TİTREŞİM ÇEVRELERİ 4.5 Mürettebatça Uyulacak - - Gereklilikler (Başlık) IVA Gerekliliği - o EVA Gerekliliği - o 4.6 JEMRMS SFA Gerekliliği - o Kesin doğrulama planı JAXA ile koordine edilecektir.