El Laboratorio de Integración de Sistemas en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la Nasa en Huntsville, Alabama, fue certificado para la prueba final integrada de aviónica y software de vuelo hace 10 días. El Laboratorio incluye computadoras de vuelo y aviónica idénticas a la etapa central de aviónica para el poderoso cohete del Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS) de la Nasa.
Los ingenieros que trabajan dentro del laboratorio crean simulaciones de vehículos de lanzamiento en tiempo real para el extenso e increíblemente intrincado software de vuelo y hardware de aviónica del laboratorio.
Para lanzar la misión Artemisa I a la Luna, el potente cohete SLS de la Nasa debe ir de 0 a más de 27.300 kilómetros por hora. El software de vuelo del cohete y los sistemas de aviónica controlan toda esa potencia para garantizar que el cohete y la nave espacial Orion de la Nasa lleguen al espacio. El software de vuelo y aviónica SLS se acercó a la misión Artemisa I cuando la Nasa certificó el Laboratorio de Integración de Sistemas para las pruebas integradas finales de software de vuelo y aviónica el pasado día 14.
“El entorno de prueba del Laboratorio de Integración de Sistemas es la representación más precisa del sistema de aviónica y software del cohete”, dijo Dan Mitchell, ingeniero de software y aviónica integrado del SLS. “La certificación significa que el laboratorio ha completado una serie de pruebas y análisis para afirmar que la instalación, su entorno de simulación y el software de aviónica y vuelo se han integrado adecuadamente y están listos para las pruebas formales de verificación del sistema”.
Este laboratorio en el Centro Marshall de Vuelo Espacial Marshall de la Nasa en Huntsville, no solo incluye las computadoras de vuelo y la aviónica idénticas a la etapa central de aviónica, sino que también incluye emuladores para los propulsores y motores del cohete, el Centro de Control de Lanzamiento y Orion. Ahora que el laboratorio está listo, los ingenieros de software pueden probar el software tanto en escenarios normales como no planificados.
Utilizando programas de software únicos, los ingenieros en el laboratorio crean simulaciones de vehículos de lanzamiento en tiempo real para el extenso e increíblemente intrincado software de vuelo y hardware de aviónica del cohete. Estas simulaciones incluyen numerosos escenarios de misión SLS de prelanzamiento y ascenso en tiempo real nominales y no nominales.
Equipada con dos tanques de propulsores que pueden contener una combinación de 733.000 galones de combustible y cuatro motores RS-25, la etapa central de 212 pies de altura sirve como la potencia del cohete. La etapa central, junto con los dos propulsores de cohetes sólidos de cinco segmentos, produce más de 8,8 millones de libras de empuje para lanzarla y la nave espacial Orion de la Nasa a la Luna.
El software de vuelo interno y la aviónica equipados en los propulsores y la etapa central funcionan con tres computadoras de vuelo SLS e interactúan con los sistemas de aviónica para controlar toda esa potencia y guiar de forma segura el cohete más allá de la órbita de la Tierra. El software también funciona con el software para el equipo de Exploration Ground Systems en el Centro Espacial Kennedy de la Nasa en Florida, desde donde se lanzará SLS.
“El software de vuelo y los sistemas de aviónica se consideran el cerebro y el sistema nervioso del cohete“, dijo Mitchell. “Controlan el cohete desde el lanzamiento hasta los primeros ocho minutos de vuelo, y los escenarios de prueba que creamos en el laboratorio pueden simular cualquier parte del lanzamiento de un cohete SLS o incluso toda la misión”.
En la misma sala que el laboratorio, la Instalación de prueba e integración de software integra y prueba hardware para los sistemas de aviónica en la etapa central del cohete. Estas dos instalaciones proporcionan un alcance integral de los equipos de ingenieros de cohetes de “órganos internos” que ejecutan cientos de lanzamientos virtuales para verificar los miles de líneas funcionales de código del cohete para evaluar cómo funcionará en el espacio.
Las instalaciones contienen un conjunto completo de aviónica y software para la etapa central del cohete, propulsores y motores para soportar pruebas de sistema de software y aviónica de extremo a extremo.
“En el laboratorio, en aproximadamente las mismas posiciones que estarían dentro de la etapa central, las cajas de aviónica SLS se montan alrededor de un marco cilíndrico que coincide con el tamaño del cohete”, dijo Lisa Espy, dirigente de aviónica de la etapa central SLS. “Dentro del esqueleto del cohete, las cajas incluso están conectadas con cables y conectores del mismo tamaño que se utilizarán en el vehículo de vuelo”.
Con la certificación del laboratorio completo, las pruebas formales del sistema se llevarán a cabo en dos fases. Primero, los ingenieros y desarrolladores se centrarán en el hardware y software de aviónica crítica para el vuelo. Después de eso, se realizarán pruebas en el hardware de adquisición de datos de ingeniería y desarrollo y el hardware para los sistemas de imágenes y seguridad de vuelo.
Aunque la fabricación de hardware generalmente atrae la mayor atención, el desarrollo y las pruebas del software de vuelo son dos de los aspectos técnicamente más desafiantes del diseño del cohete.
La Nasa está trabajando para aterrizar la primera mujer y el próximo hombre en la Luna para 2024. SLS y Orion, junto con la Puerta de enlace en órbita alrededor de la Luna, son la columna vertebral de la Nasa para la exploración del espacio profundo. SLS es el único cohete que puede enviar a Orión, astronautas y suministros a la Luna en una sola misión.
