Requisitos de prueba SMC-S-016 para lanzamiento, etapas superiores y vehículos espaciales

La norma “ SMC-S-016 Requisitos de prueba para vehículos de lanzamiento, etapas superiores y naves espaciales” , publicada por el Centro de Sistemas Espaciales y de Misiles (SMC) del Comando Espacial de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, describe los requisitos de pruebas ambientales y estructurales en tierra para vehículos de lanzamiento, etapas superiores, naves espaciales y sus subsistemas y componentes. Esta norma también incluye un conjunto uniforme de definiciones para términos relacionados.

Esta norma es aplicable a la adquisición de equipos de sistemas espaciales como documento de conformidad para establecer requisitos de pruebas de referencia. Los requisitos de prueba aquí se centran en la validación del diseño y la eliminación de defectos latentes para ayudar a garantizar un alto nivel de confianza en la entrega de misiones espaciales exitosas.

Esta Norma especifica la estrategia de pruebas de calificación como requisito principal de pruebas. Esta estrategia consiste en probar hardware personalizado según niveles de calificación para verificar el diseño, seguido de pruebas de aceptación del hardware de vuelo para detectar defectos de fabricación.

Estos requisitos de pruebas están pensados ​​para adaptarse a cada programa específico, teniendo en cuenta la complejidad del diseño, los márgenes de diseño, las vulnerabilidades, el estado de la tecnología, los controles en proceso, la criticidad de la misión, el coste del ciclo de vida, la cantidad de vehículos involucrados, el uso previo y el riesgo aceptable. Sin embargo, los requisitos personalizados alcanzan un nivel de validación equivalente a los requisitos básicos descritos aquí. Para cada requisito adaptado se crea una justificación. Los requisitos de competencia básica de esta norma permanecen tal como están redactados a menos que se adapten por contrato.

Las pruebas que aquí se analizan se clasifican y definen de la siguiente manera:

• Pruebas de desarrollo: pruebas realizadas en elementos representativos para caracterizar parámetros de ingeniería, recopilar datos y validar el enfoque de diseño.
• Pruebas de calificación: pruebas realizadas para demostrar que se cumplen los requisitos de diseño, incluido el margen y la solidez del producto para diseños no probados. Una calificación completa incluye volver a probar el programa de aceptación planificado, los escaneos de estrés en proceso y el estrés ambiental causado por fallas y reelaboraciones. El hardware de calificación seleccionado para su uso como hardware de vuelo se evalúa y se restaura según sea necesario para demostrar que se mantiene su integridad y que queda un margen suficiente para soportar los rigores del lanzamiento y brindar vida útil en órbita.
• Pruebas de protocalificación: Pruebas realizadas para demostrar que se cumplen los requisitos de diseño utilizando márgenes de amplitud y duración reducidos. Este tipo de prueba generalmente se selecciona para diseños con series de producción limitadas donde se utilizarán unidades de prueba para el vuelo. El programa de pruebas está respaldado por el desarrollo y otras pruebas, así como análisis para demostrar el margen y la vida útil. Las pruebas de protocalificación validan el programa de aceptación planificado.
• Pruebas de aceptación: pruebas de instrumentos, subsistemas y unidades realizadas para demostrar que el equipo de vuelo está libre de defectos de fabricación, cumple con los requisitos de rendimiento especificados y es aceptable para su entrega.
• Pruebas de verificación previas al lanzamiento: se llevan a cabo en la base de lanzamiento para garantizar que el hardware, el software, los procedimientos de personal y las interfaces de la misión estén listos para respaldar el lanzamiento y la misión del programa.
• Pruebas de verificación posteriores al lanzamiento: pruebas realizadas después del lanzamiento para verificar el rendimiento de las especificaciones, la compatibilidad de la interfaz, la calibración y la capacidad para cumplir con los requisitos de la misión.

Es posible que entornos distintos a los especificados en esta norma sean lo suficientemente estresantes como para requerir análisis y pruebas especiales. Éstos incluyen entornos como la radiación nuclear y electromagnética, el entorno espacial natural y los rayos.

La sección de requisitos generales aborda los requisitos generales aplicables a todas las categorías de pruebas. Los requisitos generales de prueba incluyen equipos de accionamiento, electrónica, software, firmware y requisitos de pruebas térmicas y mecánicas, así como inspección, tolerancia a las condiciones de prueba, plan y procedimiento de prueba, nuevas pruebas y requisitos de documentación.

Esta norma especifica una línea base de requisitos como parte de un programa de validación. La estrategia básica es la calificación y aceptación a nivel de unidad completa, subsistema y vehículo para garantizar el mayor nivel posible de éxito para cumplir con los requisitos de desempeño durante todo el ciclo de vida de la misión.

Esta norma proporciona alternativas a las estrategias de calificación y aceptación para lograr una estrategia de pruebas aceptable para el éxito de la misión. Las desviaciones de estas normas han dado lugar a un deterioro significativo en el cumplimiento de la misión y a aumentos en los costos y plazos del programa. Hay excepciones en las que el control del proceso o los datos indican que un requisito particular ya no es efectivo o que su implementación daría lugar a una condición de sobreprueba grave. Estas excepciones se tratan como exenciones.

El programa de pruebas completo para vehículos de lanzamiento, etapas superiores y naves espaciales cubre el desarrollo, la calificación, la aceptación, el sistema, la verificación previa al lanzamiento y las pruebas de verificación posteriores al lanzamiento. Se deben seleccionar los métodos de prueba, los entornos y los parámetros medidos para permitir la recopilación de datos de diseño o desempeño experimental para correlación o tendencia a lo largo del programa de prueba.

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