本专题介绍的总体目标是介绍在地面空间环境模拟设施中测试专用电力推进器的方法。这些方法涉及自动化系统，这些系统集成了硬件软件集成，实现了用于自动或远程诊断的智能系统，以及推进模块和空间其他有效载荷的性能评估。新加坡空间推进中心是新加坡南洋理工大学国家教育研究所的研究中心。
此处开发的测试环境包括两个用于不同用途的空间环境模拟设施。缩放空间环境模拟器主要用于推进器的生命周期测试。推进器在此设施中长时间发射，以评估等离子体损坏对遇险通道的影响。
然后推断推进器的寿命。四极式悬浮阶段允许正确可视化安装在不同有效载荷上的推进模块如何影响空间中的原位机动。这是通过安装和悬挂整个有效负载在悬挂的系统中模拟的。
然后可以发射推进器，并根据空间条件启动安装模块的悬挂式平台。四纤维钟摆还加快了推进器和模块的平位、校准和安装过程，用于在空间环境中进行测试。通过此设置，测试设施中只需要一个操作员来利用扭转导线上的频率调制，对整个系统进行调平和校准。
在大型空间环境模拟器中，除了能够进行推力原位推导的四极悬浮推力阶段外，还可以定制模块化空间驱动机器人探头，以便通过可配置的附件单元进行安装。还值得注意的是，大型空间环境设施具有许多安装点和真空夹点电子过滤器，可安装多个推进器和诊断设备，以便同时进行性能评估。如果单独进行测试，这将减少在通道安装和重新配置过程中对腔室进行疏散和泵送时产生的停机时间。
现在，我们将在测试推进装置之前完成四纤维钟摆的安装和校准程序。首先，确保所有部件都安装到腔室中，以便随后进行测试。在密封腔室之前，在外部测试诊断工具的连通性。
使用集成设施控制密封腔室。从干泵、涡轮分子泵和低温泵开始，按级联顺序打开真空泵。使用开发的应用将您的设备与室内的无线转发器同步。
当转发器上的闪烁 LED 停止闪烁时，同步过程完成。获得所需的真空并初始读数从激光位移传感器上取下来作为基线。使用开发的应用程序触发校准重量的降低，以在四极阶段进行力平移。
记录激光位移传感器的位移。重复降低排量四极级的重量和记录的过程，直到消耗所有校准重量。绘制校准曲线以获取安装在四极级上的系统的校准系数。
然后，可以发射推进器，通过内部研究人员编写的数据采集程序可以实时捕获所需的参数。或者，集成的应用程序可用于完全自动化校准过程，同时同步电机的驱动序列和传感器的数据采集。现在，我们将通过独立验证获得的推力参数到空测量的程序，以及如何触发空间驱动代理，以在进行推力测量后获取羽流轮廓。
首先，在平衡位置对四纤维钟摆进行基线读数。从推进器控制面板将操作参数切换到所需值并发射推进器。触发信任后，等待四纤维摆上的振荡稳定下来。
稳定后，使用空测量系统的控制应用触发权重的降低。重量不断降低，直到四极级被驱动回平衡。一旦达到平衡位置，驱动序列终止，确定使四极体系统恢复平衡所需的力。
然后触发一个塞子块，以阻止四极级移动。然后对空间测量探头支座执行扫描序列。同步序列循环，用于从每个空间位置的探测器获取数据，并存储在数组中进行相应分析。
其他探头可以定制，安装在模块化附件上，以使用羽状轮廓上的空间信息。在本节中，我们将介绍从校准序列中获得的典型结果，以及通过法拉第探针扫描获得的典型羽流剖面。通过为平移系统使用该探头电机，将四极推力校准到测量阶段。
为了在实验任务中得出推力推导所需的校准因子。由自动程序的操作员触发的序列，用于降低垂直操作的精细校准重量，并水平平移以模拟推进器发射时的驱动。每个间隔都获取高分辨率激光位移传感器的读数，然后绘制校准曲线，以获取用于系统后续测量的校准系数。
在此图中，我们看到在单个自动校准过程中绘制的典型校准曲线。可以看到，四极级的正确校准和设置可产生非常线性的校准图，从而产生每伏特 27.65 毫牛顿的校准系数。在标准化设置中，用于各种力的推力测量。
也可以修改设置以适应扩展方案的校准权重，如此校准图所示。扭转线根据灵敏度进行调整，并包括精细和过程校准权重，以产生两种结构中线性的校准图。图中显示了推导推力的原位测量样本。
此图显示了操作员如何监控推力对放电电压的依赖性。在实验过程中，直到排放被扑灭。使用四极推力测量阶段，我们能够测量整个推进器在放电电流和应用电压提供的各种输入功率下产生的推力。
通过这些信息，可以获得输入功率效率和特定脉冲的变化。这些数字显示了推力和特定脉冲在四个不同的质量流速下随输入功率的不同而变化。此图显示了效率如何取决于输入功率。
结果表明，推进器经过优化，在输入功率低于100瓦时工作，低流速在发射推进器后效率接近30%，触发了空测量序列，以独立验证从系统获得的信任。发射推力时，根据从系统派生的推进幅度，舞台会置换。空测量单元是安装在相对校准单元的对称系统，它利用类似的力转换系统将阶段重新激活至平衡。
激光位移传感器在整个测量过程中主动监控位移，并触发激活系统激活序列，该序列仅在达到基线平衡时终止。操作员还能够可视化原位羽流轮廓，如图所示。此图显示了放电功率如何影响峰值铁电流密度和最大半最大值的全宽的大小。
众所周知，等离子体固有的物理过程在材料合成过程中能够驱动和控制自我组织和自组装。在QUT与等离子体源和应用中心合作，我们研究这些构建基块是如何形成、成型和交付到不同等离子体条件下的表面的。我们希望，通过了解这些等离子体形式纳米结构的行为方式，我们将能够设计出确保及时、高效地交付和整合的工艺，而只会添加实际需要维修的站点。
为我们提供了服务时间更长、效率更高、服务更久的等离子推进系统。在本次演示中，我们概述了在模拟空间环境中设计用于测试推进系统和可部署模块的设施时所考虑的注意事项。此外，我们还展示了使用基于微控制器的系统进行现场数据采集和分析的多功能性和优势，这些系统可以根据操作任务需求快速调整，以执行其他评估模式。
