Monitorización Avanzada de Cargas de Lanzamiento en Naves Espaciales con el Sistema de Detección por Fibra Óptica de NASA

Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de NASA
Edwards, CA
www.nasa.gov/centers/armstrong

United Launch Alliance
Centennial, CO
www.ulalaunch.com

Lo que comenzó como una herramienta de investigación para recopilar datos aerodinámicos de aviones de investigación ahora resuelve desafíos técnicos dentro de la agencia y más allá. La tecnología del Sistema de Detección por Fibra Óptica (FOSS) de NASA combina sensores de deformación avanzados y algoritmos innovadores en un paquete robusto que monitoriza con precisión y rentabilidad una serie de parámetros críticos en tiempo real. Se usa ampliamente en NASA para apoyar proyectos de investigación tan variados como investigar alas flexibles de próxima generación y medir niveles de combustible líquido, así como monitorizar la deformación en naves espaciales.

FOSS usa hasta 40 pies de fibra óptica similar a un cabello que proporciona hasta 2.000 puntos de datos cada una. El sistema de vanguardia procesa información cada cuarto de pulgada a lo largo de la fibra a tasas de hasta 100 veces por segundo para medir deformación, deformación de forma, temperatura, nivel de líquido y cargas operativas.

A lo largo de los años, el equipo FOSS ha optimizado la tecnología para refinar la infraestructura y la velocidad con la que el sistema recopila y transmite datos, y los elementos fáciles de integrar de la tecnología ahora complementan y añaden color a la instrumentación existente.

FOSS permite a los investigadores verificar modelos de elementos finitos con un alto grado de resolución espacial. También permite a los investigadores identificar fenómenos inesperados en casos donde un modelo no es completamente preciso o no contiene suficientes grados de especificidad. El sistema permite tanto validación como descubrimiento, haciendo que todo el proceso de investigación sea más efectivo y eficiente.

Proveedores de cohetes comerciales usan FOSS en sus laboratorios y empresas en una variedad de industrias exploran cómo FOSS puede mejorar sus operaciones. El equipo FOSS continúa refinando algoritmos para soportar aplicaciones adicionales, con el objetivo de añadir FOSS a la suite de instrumentación en aviones de NASA, así como en otros activos a través de la agencia.

Investigadores de Armstrong y del Centro Espacial Kennedy de NASA han colaborado durante años para robustecer FOSS para que pueda usarse para medir cargas de lanzamiento agresivas en naves espaciales. Otras colaboraciones con socios industriales han resultado en instrumentación duradera y los investigadores de Armstrong están preparando ahora una nueva combinación de recinto mecánico e instrumentación para lanzamiento dentro del próximo año en varios lanzamientos de cohetes. El objetivo es que esta "caja de cohete" vuele en el Test de Vuelo de Órbita Baja de un Desacelerador Inflable de NASA y el cohete Vulcan de United Launch Alliance, así como con otros proveedores de lanzamiento comerciales.

El equipo FOSS ha ensamblado cinco cajas de cohete y completado pruebas ambientales de etapa temprana para simular condiciones de lanzamiento de cohete. Los siguientes pasos son completar pruebas eléctricas en preparación para el envío al Centro de Investigación Langley de NASA para pruebas ambientales finales. El objetivo es validar que FOSS puede proporcionar medidas de parámetros críticos (p. ej., deformación, carga, temperatura, forma) en entornos de lanzamiento agresivos.

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