Aktualnie sonda kosmiczna JUICE poszukuje życia pozaziemskiego. Firma Airbus wykorzystała do budowy układu testowego dla ramienia pomiarowego sondy system schodów i podestów item.
Koncern Airbus to nie tylko wiodący producent samolotów pasażerskich. Spółka Airbus Raumfahrt jest w Europie również pionierem w zakresie technologii kosmicznej. Ten obszar działalności zajmuje się rozwojem, budową i testami satelitów telekomunikacyjnych i do obserwacji Ziemi oraz sond, których zadaniem jest badanie Układu Słonecznego. Sonda kosmiczna JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) ma przez prawie cztery lata badać układ Jowisza: za pomocą swoich instrumentów pomiarowych i czujników ma sprawdzić, czy istnieją tam potencjalne obszary do życia. Spółka Airbus projektowała i budowała sondę dla Europejskiej Agencji Kosmicznej ESA przez ostatnich kilka lat. Wreszcie nadszedł ten dzień: 14.04.2023 roku ważąca 6,2 t sonda Jowisza opuściła na pokładzie rakiety Ariane 5 kosmodrom w Kourou w Gujanie Francuskiej i wyruszyła w kosmos. Zanim sonda JUICE mogła udać się na swoją ekspedycję, musiała zostać przetestowana w centrach integracji satelitów w Friedrichshafen i Tuluzie. Opierając się na swoim systemie schodów i podestów, firma item wykonała dla koncernu Airbus rozwiązanie spełniające dwie funkcje: podestu roboczego i konstrukcji nośnej dla wysięgnika magnetometrycznego (MAGBOOM) o długości ok. 10 m.
Obszary zastosowania schodów i podestów
W przewodniku poznasz kolejne obszary zastosowania schodów i podestów w przemyśle. Dowiedz się więcej o spełniających normy, bezpiecznych schodkach maszynowych, podestach i przemysłowych barierkach.
POBIERZ BEZPŁATNY PRZEWODNIK
Misja kosmiczna w poszukiwaniu odpowiedzi na fundamentalne pytania
Czy na księżycach Jowisza – Ganimedesie, Europie i Kallisto – możliwe jest życie? Czy można tam rzeczywiście odkryć istoty pozaziemskie? Odpowiedzi na te fascynujące pytania ma dostarczyć po swojej misji sonda JUICE. Firma Airbus ma w dziedzinie eksploracji głębokiego kosmosu, czyli dalekich regionów Wszechświata, duże doświadczenie, które zdobyła np. w związku z satelitą BepiColombo do obserwacji Merkurego oraz sondy Rosetta do badania komety z lądownikiem Philae. Ta francuska firma jest głównym zleceniodawcą misji JUICE, dlatego kieruje konsorcjum, w skład którego wchodzi ponad 60 europejskich firm. Nad projektem i budową sondy kosmicznej JUICE pracowało w różnych lokalizacjach ponad 150 pracowników. Misja skupia się na badaniu oceanów znajdujących się pod lodową powierzchnią księżyców Jowisza. Systemy czujników magnetycznych pozwolą na dokładniejsze określenie wewnętrznej budowy tych ciał niebieskich.
Ostatnie decydujące testy przed wyruszeniem w kosmos
Z wyżej podanych powodów wysięgnik magnetometryczny (MAGBOOM) stanowi część sondy, która ma fundamentalne znaczenie. Do wysięgnika przytwierdzonych jest pięć czułych instrumentów pomiarowych. Wysięgnik pomiarowy waży ok. 50 kg, wykonany jest z materiałów o właściwościach niemagnetycznych i można go rozłożyć na długość 10,6 m. Te cechy mają sprawić, że sonda kosmiczna JUICE nie będzie miała wpływu na pomiary. Na sierpień 2021 roku zaplanowano jeszcze przeprowadzenie ostatniej próby generalnej w postaci montażu końcowego i ostatnich testów. W tym celu sondę JUICE przetransportowano do centrum integracji satelitów Airbus w Tuluzie.
Aby rozkładany wysięgnik można było rozłożyć na potrzeby testów na Ziemi, potrzebna była specjalna konstrukcja nośna, która podpiera wysięgnik podczas rozkładania i skutecznie zabezpiecza go przed uszkodzeniem lub złamaniem.
Testom została poddana zarówno sonda, jak i starannie zaprojektowane ramię pomiarowe. Do wykonania czynności instalacyjnych i przeprowadzenia testów czułego ramienia, w Airbus potrzebna była specjalna konstrukcja: rozkładany wysięgnik został wykonany w konstrukcji lekkiej, z elementów o maksymalnej dopuszczalnej lekkiej masie, i przeznaczony do środowiska, gdzie nie działa ziemska grawitacja. Aby wysięgnik można było rozłożyć na potrzeby testów na Ziemi, potrzebna była specjalna konstrukcja nośna, która podpiera wysięgnik podczas rozkładania i skutecznie zabezpiecza go przed uszkodzeniem lub złamaniem.
Specjalny układ testowy item składający się z ponad 4000 elementów
Firma item i jej produkty miały swoje pięć minut w historii europejskiej misji kosmicznej JUICE: we ścisłej współpracy z firmą Airbus zaprojektowano indywidualne rozwiązanie składające się z komponentów systemu schodów i podestów, które zapewniło idealne wsparcie dla ramienia pomiarowego. Pomimo jego długości wysięgnik udało się częściowo wysunąć. W firmie Airbus nie trzeba nikomu przedstawiać produktów item: „W przeszłości wykonaliśmy razem z item mniejsze układy testowe, dlatego znamy ich system modułowy z profilami aluminiowymi i odpowiednie akcesoria. Profile nadają się szczególnie dobrze do naszego projektu, ponieważ wykonane są z aluminium i pod względem właściwości magnetycznych są kompatybilne z sondą kosmiczną. Dlatego oddziaływanie magnetyczne jest jedynie bardzo niewielkie, o ile istnieje w ogóle”, wyjaśnia Simon Tröndle, inżynier systemów w Airbus.
Cała konstrukcja wykonana z elementów systemu schodów i podestów item miała spełnić przede wszystkim jedno zadanie: chodziło o to, aby przeprowadzić symulację warunków bezgrawitacyjnych.
Airbus otrzymało łącznie sześć modułów, z których wykonano podest o szerokości ok. 5700 mm i długości 5330 mm. Barierka podestu znajduje się na wysokości 1300 mm i można do niej dotrzeć schodami. „Cała konstrukcja waży ok. 2,8 tony i składa się z ponad 4000 elementów. Zanim ukończyliśmy projekt, musieliśmy spełnić liczne i częściowo bardzo nietypowe wymagania”, tłumaczy Christian Kirchdorffer, osoba pracująca w dziale ds. rozwiązań dla klienta w item. Cała konstrukcja wykonana z elementów systemu schodów i podestów item miała spełnić przede wszystkim jedno zadanie: chodziło o to, aby przeprowadzić symulację warunków bezgrawitacyjnych. Tylko w ten sposób możliwe było przeprowadzenie testu rozkładania ramienia MAGBOOM w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. Podest spełniał funkcję konstrukcji nośnej, która idealnie podpierała wysięgnik MAGBOOM.
Szczególne wymagania: pozbawiona drgań, bezpieczna pod kątem ESD i nadająca się do użycia w pomieszczeniu czystym
Blat roboczy należało całkowicie oddzielić mechanicznie od konstrukcji nośnej wysięgnika MAGBOOM. Dzięki temu pracownicy mogli przeprowadzać testy wysięgnika, nie przenosząc drgań ani wibracji generowanych przez platformę. Wszystkie elementy muszą być wolne od rdzy i nadawać się do zastosowania w pomieszczeniach czystych. Spełnienie wszelkich wytycznych dotyczących pomieszczeń czystych jest w produkcji satelitów typowe. Ponieważ konstrukcję należało umieścić się w pomieszczeniu czystym, obróbka profili aluminiowych również musiała spełnić specjalne wymagania: podczas przycinania profili często bowiem używa się do chłodzenia oleju. To może prowadzić do tego, że resztki oleju przywrą do wewnętrznej strony profili, zanieczyszczając w ten sposób to środowisko. W item do chłodzenia podczas przycinania profili używa się natomiast izopropanolu – który całkowicie się ulatnia, nie zostawiając żadnych resztek. Dlatego te bardzo czyste profile spełniają wytyczne dotyczące pomieszczeń czystych.
W ramach analizy udało się udowodnić, że spełnione są wymagania statyczne. Oprócz wytycznych dotyczących pomieszczeń czystych i wymagań statycznych należało również koniecznie zapewnić ochronę przed ESD.
Wszelkie komponenty mogły wykazywać jedynie bardzo niewielki magnetyzm własny. To miało zapobiec zafałszowaniu wyników czułych przyrządów pomiarowych przez konstrukcję. „Liczne łączniki należy wykonać specjalnie ze stali nierdzewnej. Z tego względu wymieniliśmy np. wpusty, nóżki, kątowniki i śruby wykonane ze standardowej stali na komponenty wykonane ze stali nierdzewnej”, wyjaśnia Joachim Pfeff, który w item odpowiedzialny jest za konstrukcje rozwiązań dla klientów. Dodatkowo należało spełnić różne wymogi statyczne. Platforma została zaprojektowana na obciążenie wynoszące 200 kg/m2. Najwyżej umieszczony stół, tzw. „Rollerskate”, miał być przeznaczony na obciążenie statyczne 100 kg. Stół „Rollerskate” umieszczono na środkowym podeście za pomocą suwnicy i tam odpowiednio ustawiono. Stół został dodatkowo poddany obciążeniom wynikającym z transportu. Przy czym elastyczne odkształcenie powierzchni nie mogło być większe niż 1 mm. W ramach analizy udało się udowodnić, że spełnione są wymagania statyczne. Oprócz wytycznych dotyczących pomieszczeń czystych i wymagań statycznych należało również koniecznie zapewnić ochronę przed ESD.
Bezpieczny podest: zabezpieczony przed wypadkami i przenoszeniem drgań
Firma Airbus zaufała item również w dziedzinie BHP, korzystając z jej długoletniego doświadczenia i wiedzy w tym zakresie. Konstrukcja została wykonana zgodnie z obowiązującymi zasadami i normami dotyczącymi BHP, a także dodatkowymi przepisami branżowych kas ubezpieczenia wypadkowego. Dzięki uwzględnieniu wszelkich technicznych aspektów związanych z bezpieczeństwem powstało bezpieczne środowisko pracy. W ten sposób skutecznie udało się zapobiec wypadkom i upadkom. Ponadto item wykonało obliczenia statyczne całej konstrukcji i wyznaczyło współczynnik ugięcia poszczególnych komponentów. Jednak największym wyzwaniem była konstrukcja podestu, który nie mógł przenosić żadnych drgań ani wibracji na ramię i instrumenty pomiarowe. Dlatego też kilka podestów zostało wykonanych w postaci osobnych modułów, które połączone są ze sobą za pomocą mostów. Takie rozwiązanie zapobiega przenoszeniu drgań. Stół „Rollerskate” osadzony jest w kilku miejscach na środkowej powierzchni podestu. Siły odprowadzone są w podłogę.
Łatwy transport i gwarantowana stateczność
Wszystkie sześć moduły (podest lewy, środkowy i prawy, most, schody i stół „Rollerskate”) można transportować osobno. Pojedyncze podesty mają ramy z zamontowanymi rolkami, dzięki którym można je przesunąć w wybrane miejsce. Wymaganą stateczność zapewniają antypoślizgowe nóżki nastawcze z regulacją wysokości, które umożliwiają pierwszą regulację. Środkowy segment można regulować na wysokość trzykrotnie. Najniżej położone nóżki umożliwiają początkową regulację. Środkowy segment służy również jako miejsce do umieszczenia kolejnego podestu, który także wyposażony jest w nóżki nastawcze z regulacją wysokości. Dodatkowe nóżki znajdujące się przy stole „Rollerskate” gwarantują, że poziomy można wyregulować na wysokość w sposób wyjątkowo precyzyjny. W końcu starannie przemyślany system nastawczy umożliwia regulację rozkładanego poziomu w zakresie 0,05°. To było decydujące wymaganie, które należało spełnić przy rozkładaniu wysięgnika MAGBOOM.
Najwyższy stopień zadowolenia i satysfakcji również w zakresie logistyki i obsługi klienta
Budowa i montaż poszczególnych modułów zostały szczegółowo udokumentowane. Ponieważ z początku nie wiadomo było jeszcze, czy moduły będą przewożone suwnicą czy wózkiem widłowym, należało przedsięwziąć odpowiednie kroki. „Całą konstrukcję mogliśmy sprawdzić i odebrać bezpośrednio na miejscu w item. Dopiero później pojedyncze moduły zostały bardzo starannie zapakowane w skrzynki i wysłane do Francji”, opowiada Simon Tröndle. „item zajęło się zatem nie tylko samym wykonaniem konstrukcji, lecz również logistyką. W trakcie całego projektu otrzymywaliśmy optymalne wsparcie od item. Byliśmy w stałym i partnerskim kontakcie z naszym doradcą, który bardzo umiejętnie przyjął specyficzny sposób myślenia typowy dla astronautów. Współpracę oceniam jako bardzo skuteczną i nastawioną na znalezienie rozwiązania, mimo licznych i częściowo bardzo złożonych wymagań.”
Chciałbyś regularnie otrzymywać informacje na temat możliwego stosowania produktów item? W takim razie mamy coś dla Ciebie: Zapisz się do blogowego newslettera item, wykorzystując do tego baner w prawym górnym rogu!
