Ruimtetelescoop ontvangt ISO 5 cleanroom binnen 5 dagen

Bouw van een ISO 5-steriele ruimte van 16 x 10 x 6 m.

De satelliet in de voltooide cleanroom.

Stroomsimulatie van de cleanroom met satelliet.

Dipl.-Ing. (TU) Stefan Merkle, Geschäftsführer der Merkle CAE Solutions GmbH.

Voor de bouw van een ruimtetelescoop is het noodzakelijk om een ISO 5 cleanroom-omgeving te creëren. Voor de ESA-missie PLATO was het nodig om deze omgeving binnen een uiterst klein tijdsbestek te realiseren. Een consortium van zeven hooggekwalificeerde bedrijven, evenals geavanceerde simulatie-technologieën, maakten deze unieke uitdaging mogelijk.

De ruimtetelescoop met een afmeting van 4 x 4 x 3 meter moet, uitgerust met 26 afzonderlijke camera's, in het kader van de ESA-missie "PLATO" de Melkweg doorzoeken naar aardachtige planeten. Om dit op lange termijn te laten werken, wordt de telescoop onder cleanroom-omstandigheden vervaardigd; niet alleen om rekening te houden met de gevoeligheid van de optische systemen. Verontreinigingen kunnen elektrische en mechanische contacten blokkeren, de warmtegeleiding belemmeren of in het vacuüm in de ruimte uitgassen, wat na verloop van tijd tot problemen kan leiden.

Voor de geplande satelliet was een cleanroom van ISO-klasse 5 nodig in een afmeting van ongeveer 16 x 10 x 6 meter. Voor de periode tussen voltooiing van de bouw en de lancering van de satellietintegratie was een tijdsbestek van vijf dagen voorzien. Vroegere planning, realistische simulaties en nauwe samenwerking tussen de betrokken bedrijven waren bepalend voor het succes.

Merkle CAE Solutions GmbH heeft de sterkteberekeningen gemaakt voor het draagframe van de filterwand en de textiele scheidingswanden op basis van FEM-simulaties en heeft gedetailleerde stromingssimulaties uitgevoerd, zodat de ISO 5 cleanroom-klasse probleemloos vanaf het begin gehandhaafd kan worden. Hiervoor werd de basale stroming in de nog niet gebouwde cleanroom berekend. Om te voorkomen dat deeltjes uit de omringende lucht of terugstroomeffecten het systeem beïnvloeden, werd het satellietmodel zelf in de berekeningen betrokken, om slechts de meest voor de hand liggende punten te benoemen. De optimalisatie vond plaats op basis van meerdere virtuele variantenstudies, totdat het beste ontwerp voor de lay-out van de filterwand was gevonden.

“Om zo'n veeleisende taak binnen dit strakke tijdsbestek te realiseren, zijn professionals nodig. Voor alle disciplines. We zijn zeer trots dat we deel hebben mogen uitmaken van dit buitengewoon professionele en ambitieuze team. Dit project laat opnieuw zien wat simulatie-technologie in de juiste handen kan bereiken. Ook of juist bij uiterst complexe, gevoelige en tijdkritische taken,” aldus Dipl.-Ing. (TU) Stefan Merkle, managing director van Merkle CAE Solutions GmbH.

De OHB System AG is als opdrachtgever verantwoordelijk voor de ontwikkeling en bouw van de ruimtetelescoop en de integratie ervan in de satelliet. Merkle CAE Solutions GmbH ontwikkelde de numerieke simulatie van de statiek van het platform en de filterwand en maakte de stromingssimulatie om de cleanroom-situatie te voorspellen en te optimaliseren. QleanAir Scandinavia Austria was verantwoordelijk voor de cleanroom-oplossingen voor de bouw van de cleanroom. Hanselmann GmbH was verantwoordelijk voor logistiek en industriële montage. Thetex GmbH & Co. KG leverde de cleanroom-uitrusting en Dorfner GmbH & Co. KG verzorgde de gebouwreiniging.