“测试你飞的东西,飞过你测试的东西”JWST地面系统测试的批判方法


2017年3月,James Webb Space望远镜(JWST)主镜在NASA的戈达德太空飞行中心(GSFC)的成功环境振动,声学和曲率测试中心。Completion of this environmental testing was performed in advance of the mirror’s transport to NASA’s Johnson Space Center (JSC) that occurred in May 2017 where it begins to undergo cryogenic testing within JSC’s Chamber A, a massive thermal vacuum test facility, the same facility that was originally constructed to test the Apollo spacecraft.

JSC的JWST测试
图1. NASA Johnson Space Center正在进行部署的JWST主镜。

环境测试的方法是空间飞行硬件的典型方法:执行分析和仿真,以确定在发射和轨道运营期间预期的力,并在测试期间将这些力量应用于飞行硬件。在JWST的情况下,考虑到望远镜光学硬件所需的尺寸,复杂性和精确度,这种方法更令人印象深刻。这测试你飞的东西,飞过你的测试方法是可扩展的,该系统正在与望远镜的硬件测试平行地发展的JWST接地系统。

飞行动态地面系统位于GSFC的飞行动态设施(FDF),在发布后立即开始在任务中发挥关键作用。它将用于规划中途的纠正运动,使得航天器能够达到距离地球1000,000英里的目标轨道。

Unlike the telescope’s hardware and other ground system components, which were in development for multiple years, the development of flight dynamics prototypes did not begin in earnest until 2016. This presented a minimum amount of margin to identify problems with integration and/or interfaces prior to a planned ground system freeze in April 2018, six months prior to the October 2018 launch date.

GSFC的JWST测试
图2.在JWST主镜子上降低了清洁帐篷,用于准备NASA戈达德航天飞行中心的振动和声学测试。

A.I.解决方案负责飞行动态组件的设计,开发,测试,部署和运行到JWST接地系统。解决这些挑战A.I.解决方案实施了一种方法来测试地面系统的飞行动态组件,该系统是基于经验开发NASA,NOAA和美国空军的这种系统。从熟悉的软件开发标准开始,如ISO,CMMI和NASA程序要求(NPR),A.I.解决方案在与GSFC的导航和任务设计分支(NMDB)合作中制作了定制的开发和测试过程。

而制作符合软件标准和要求的测试过程很简单,A.I.解决方案认识到该过程的演变是必要的,包括与飞行动态的操作概念对齐的测试场景。例如,代表JWST的早期轨阶段的测试程序包括:

  1. 使用模拟跟踪数据在航天器分离后不久的初始轨道确定解决方案的性能。
  2. 使用这些解决方案来规划特派团的第一课程纠正机动。
  3. 最后,通过模拟遥测和跟踪数据监控该机动的性能。

其他测试程序包括科学轨道操作,如站保存规划,接触分析和机动重建和校准。

A.I.解决方案确保用于这些测试场景的所有输入和输出数据通过使用设计参考轨迹来操作地代表。此参考轨迹是使用独立和先前验证的工具生产的,确保从JWST的飞行动态地面系统软件输出,通过与独立数据集进行比较,可以通过比较进行验证。

Mark Roberts A.I的执行副总裁。解决方案,不断倡导使用操作代表性测试测试你飞的东西,飞过你的测试。“工程和开发一种支持詹姆斯韦伯太空望远镜的关键业务所需的地面系统挑战,”罗伯茨说。“通过建立测试项目,在其环境中使用它并重复该过程,我们将降低发生异常的风险。”

A.I.解决方案JWST飞行动态团队完全包括这些情绪。飞行动态地面系统测试过程包括将软件部署到GSFC的FDF中的可操作代表环境,以验证其功能是否要求其功能。完成成功测试后,将软件部署到FDF内的JWST操作环境,以验证其性能。在两个环境中,A.I.解决方案执行其整套测试程序。

由于JWST接近其发布日期,必须以代表他们需要支持的运营和环境的方式彻底测试所有特派团,飞行硬件以及地面系统的所有组成部分。A.I.解决方案很自豪地应用其对JWST飞行动力学地面系统的开发和测试的经验,知识和创新方法 -聪明的方法。更好的结果。™

Joshua Levi.

Joshua Levi撰写
项目工程师
A.I.Solutions,Inc。

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