Kredit:ESA–G. Porter
En del av ESA:s framdrivningslaboratorium, denna Water Hammer Test Bench simulerar det vitala ögonblicket tidigt i en satellits liv när drivmedel först pumpas genom dess framdrivningssystem.
"Framdrivning är ett centralt delsystem, avgörande för driften av rymdfarkosten, " förklarar ESA:s framdrivningsingenjör Andreas Gernoth. "Om andra system misslyckas, påverkar rymdfarkostens kontroll – från utbyggnaden av solpaneler till reaktionshjulen som justerar satellitattituden – då måste framdrivningssystemet fortsätta att fungera.
"Så det är viktigt att framdrivningssystemet kommer igång så snart som möjligt efter lanseringen, ibland även innan en datalänk upprättas. Den resulterande "priming"-åtgärden är vad vi återger här."
För att hjälpa till att minimera risken för läckage, drivmedel förblir lagrat i en satellits drivmedelstank medan den är på marken. Det släpps bara ut i drivmedelsledningarna när satelliten når rymden. Men denna plötsliga ökning av drivmedel kan orsaka höga trycktoppar, liknar den markbundna "vattenhammaren" som kan orsaka knackningar i vattenledningar när kranar slås på eller av.
I rymden, dessa toppar har potential att skada thrusterventiler i slutet av ledningarna, leder till drivmedelsläckor. När det gäller högreaktivt hydrazindrivmedel, för hög trycktopp kan till och med utlösa en explosion.
Andreas tillägger:"Dessa priming- och vattenslagstoppar måste karakteriseras exakt:trycksensorerna som används i testbänken måste fungera på en tidsskala av millisekunder, tusendelar av en sekund.
"Framdrivningssystemen för alla rymduppdrag går igenom den här typen av validering, med det mesta av arbetet med mjukvarubaserad numerisk simulering – genom ett program som heter EcosimPro. Denna möjlighet används för att validera resultaten, använder vatten i stället för faktiska drivmedel för säkerhetsändamål."
ESA:s Propulsion Lab är baserat på dess ESTEC tekniska center i Noordwijk, Nederländerna, testmetoder för att kontrollera satelliters rörelse i rymden, med särskilt fokus på elektrisk framdrivning.