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 FMを使っての試験計画 寒剤なしで極低温冷却を実現 ミッション部熱試験 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 IOB: Instrument Optical Bench
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~5K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の納期: 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)
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: 目的: 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。
FPI低温性能評価試験 (2)
極低温環境でのSTA光学性能試験
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) 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: 目的: 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)
ミッション部熱試験
ミッション部熱試験 目的 方法 SPICA冷却システムの性能評価 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
全体スケジュール(書き込み用)
全体試験スケジュール(案)
Space Odyssey in 2018