ISO 15864:2004
(Main)Space systems — General test methods for space craft, subsystems and units
Space systems — General test methods for space craft, subsystems and units
ISO 15864:2004 provides the baseline standard on the subject of testing at the system, subsystem, and unit level for applicable unmanned spacecraft programs. It also provides the requirements for documentation associated with testing activities. The acceptance criteria, specifications or procedures, and other detail test requirements applicable to a particular program are defined in the applicable technical specifications and statement of work. When requirements have to be verified by measuring product performance and function under various simulated environments, the method is referred to as "Test." The requirements of ISO 15864:2004 may be tailored for each specific space program application.
Systèmes spatiaux — Méthodes d'essai générales pour véhicules spatiaux, sous-systèmes et équipements
L'ISO 15864:2004 constitue la norme de référence en matière d'essais au niveau des systèmes, sous-systèmes et équipements pour les programmes applicables de véhicules spatiaux non habités. Elle fournit en outre les exigences relatives à la documentation associée aux essais. Les critères de recette des essais, les spécifications des essais, les modes opératoires des essais et les autres exigences détaillées des essais, qui sont applicables à un programme donné, sont définis dans les spécifications techniques applicables et dans le plan d'essais. On désigne par le terme «essai» la méthode qui consiste à vérifier des exigences en mesurant les performances et la fonctionnalité d'un produit qui est soumis à divers environnements simulés. Les exigences de la présente Norme internationale peuvent être adaptées à chaque application de programme spatial particulier.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15864
First edition
2004-08-15
Space systems — General test methods
for space craft, subsystems and units
Systèmes spatiaux — Méthodes d'essai générales pour véhicules
spatiaux, sous-systèmes et équipements
Reference number
ISO 15864:2004(E)
©
ISO 2004
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ISO 15864:2004(E)
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Published in Switzerland
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ISO 15864:2004(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms, definitions and abbreviated terms. 1
3.1 Terms and definitions. 1
3.2 Abbreviated terms. 2
4 General requirements. 3
4.1 Testing philosophy. 3
4.2 Tailoring of requirements. 3
4.3 Development tests. 3
4.4 Qualification tests. 4
4.5 Acceptance tests. 4
4.6 Proto-flight tests. 4
4.7 Prelaunch validation tests. 4
4.8 Retest. 4
4.9 Test documentation. 5
4.10 Tests facilities and other requirements . 7
5 Spacecraft system tests. 7
5.1 Test items and sequence . 7
5.2 Test levels and duration. 7
6 Subsystem/unit tests. 7
6.1 Test items and sequence . 7
6.2 Test levels and duration. 7
7 Test requirements. 12
7.1 General. 12
7.2 Functional test. 12
7.3 Electromagnetic compatibility (EMC) test. 13
7.4 Magnetic field test. 14
7.5 Antenna pattern test . 14
7.6 Optical alignment measurement . 15
7.7 Physical property measurement . 15
7.8 Dynamic balance. 16
7.9 Launcher/spacecraft interface test . 17
7.10 Static load test. 17
7.11 Acceleration test. 18
7.12 Modal survey. 19
7.13 Sinusoidal vibration test . 20
7.14 Random vibration test . 21
7.15 Acoustic test. 22
7.16 Shock test. 23
7.17 Thermal balance test . 23
7.18 Thermal vacuum test . 24
7.19 Thermal cycle test. 26
7.20 Pressure test. 26
7.21 Leakage test. 28
7.22 Burn-in and wear-in test. 28
7.23 Tracking and control system/spacecraft compatibility test . 29
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ISO 15864:2004(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 15864 was prepared by Technical Committee ISO/TC 20, Aircraft and space vehicles, Subcommittee
SC 14, Space systems and operations.
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ISO 15864:2004(E)
Introduction
Throughout this International Standard, the minimum essential criteria are identified by the use of the key
word “shall”. Recommended criteria are identified by the use of the key word “should”, and while not
mandatory are considered to be of primary importance in providing serviceable, economical and practical
designs. Deviations from the recommended criteria should occur only after careful consideration, extensive
testing and thorough service evaluation have shown alternative methods to be satisfactory.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 15864:2004(E)
Space systems — General test methods for space craft,
subsystems and units
1 Scope
This International Standard provides the baseline standard on the subject of testing at the system, subsystem
and unit levels for applicable unmanned spacecraft programmes. It also provides the requirements for
documentation associated with testing activities.
The acceptance criteria, specifications or procedures, and other detail test requirements applicable to a
particular programme are defined in the applicable technical specifications and statement of work. When
requirements have to be verified by measuring product performance and function under various simulated
environments, the method is referred to as “Test”. The requirements of this International Standard may be
tailored for each specific space programme application.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 14302, Space systems — Electromagnetic compatibility requirements
ISO 14303, Space systems — Launch-vehicle-to-spacecraft interfaces
ISO 14623, Space systems — Pressure vessels and pressurized structures — Design and operation
3 Terms, definitions and abbreviated terms
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1.1
development model
representative of spacecraft, subsystem or unit dedicated to increase confidence in design and subjected to
development tests
3.1.2
flight model
spacecraft, subsystem or unit model dedicated to be launched and operated in orbit and subjected to
acceptance testing
3.1.3
limit load
maximum predicted load or combination of loads that a structure may experience during its service life in
association with the applicable operating environments
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ISO 15864:2004(E)
3.1.4
maximum and minimum predicted temperatures
highest and lowest temperatures that can be expected to occur during the entire life cycle of the
subsystem/unit in all operational modes plus an uncertainty factor
3.1.5
operational modes
modes for spacecraft, subsystems and units that include all combinations of operational configurations that
can occur during service life
EXAMPLE Power on or power off, the main or redundant system is selected.
3.1.6
proto-flight model
model that is subjected to the qualification levels and acceptance duration
3.1.7
qualification model
spacecraft, subsystem, or unit dedicated to qualifying the design of flight model and subjected to qualification
testing
3.1.8
quasi-static load
load with magnitude and direction that are independent of time; or load that varies slowly and in which
dynamic response of the structure is insignificant
NOTE This load can be induced by steady wind, aerodynamic forces, thrust (constant or wind slow variations),
maneuvers and spin stabilization.
3.1.9
spacecraft
vehicle of an integrated set of subsystems and units capable of supporting an operational role in space
3.1.10
subsystem
assembly of functionally related units
3.1.11
test article
spacecraft, subsystem or unit on which a test is conducted
3.1.12
test facility
location (including equipment, fixture and instrumentation) capable of performing a test
3.1.13
unit
lowest level of hardware assembly for which acceptance and qualification tests are required
3.2 Abbreviated terms
AT acceptance test
CG center of gravity
EED electroexplosive devices
EMC electromagnetic compatibility
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ISO 15864:2004(E)
LBB leak-before-burst
MEOP maximum expected operating pressure
MMA moving mechanical assembly
PFT proto-flight test
QT qualification test
RF radio frequency
4 General requirements
4.1 Testing philosophy
In principle, testing is one verification method that ensures that the spacecraft meets all design, performance
and product assurance requirements. This International Standard contains provisions for qualification and
acceptance testing, or proto-flight testing (PFT). It assumes that hardware development is complete.
Performance requirements contained in the contract documentation are compared to performance achieved
during testing and provide the basis for judging the capability of the spacecraft to operate as intended.
Besides verifying performance, test programmes provide the following items:
a) training for personnel in the operation of the spacecraft;
b) incorporation of corrective actions taken for nonconformances;
c) validation of data processing;
d) opportunity to perform calibrations under simulated space conditions;
e) verification of ground hardware compatibility with the spacecraft for operations.
Factors that contribute to the provisions of test specifications include experience with similar spacecraft,
subsystem and unit; cost considerations; and reliability requirements. This International Standard contains
range conditions to which the items under test shall be operated and test conditions that shall be used to
demonstrate capability.
4.2 Tailoring of requirements
The test requirements may be tailored to fulfill the objectives of individual tests. Tailoring parameters shall be
determined by negotiations among the customer, spacecraft manufacturer and launch service provider.
4.3 Development tests
Development tests support design feasibility and assist in evolution of design. Development tests are
necessary to validate new design concepts and the application of proven concepts and techniques to a new
configuration. Development tests are used to confirm structural and performance margins, manufacturability,
test simplification, maintainability, reliability, lifetime prediction and compatibility with safety. Therefore,
requirements for development testing depend on the maturity of the design used and the operational
requirements of the specific project. By its nature, development testing cannot be reduced to a standardized
set of procedures.
Where practicable, development tests shall be conducted over a range of operating conditions that exceed
design limits to identify marginal design features. Development tests may be conducted on mock-ups,
breadboards, development models or integration models.
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ISO 15864:2004(E)
4.4 Qualification tests
Qualification tests demonstrate that items meet design requirements and include proper margin. The
qualification test level shall exceed the maximum predicted levels by a factor of safety or qualification margin;
unless otherwise specified, the qualification test duration shall be longer than maximum environment duration
with appropriate qualification margin. In addition, qualification tests shall validate methods, procedures, facility
conditions and ground support test equipment that will be reused for acceptance.
4.5 Acceptance tests
Acceptance tests shall demonstrate that the item is free of workmanship defects and integration errors and
that its function and performance to the extent practicable can meet stipulated mission requirements.
Acceptance tests detect latent material or workmanship defects introduced during the manufacturing and
assembly process by measuring function and performance parameters. Such parameters shall be measured
through sequential tests to identify function and performance degradation that is likely to damage mission
purposes and to establish a baseline to ensure that no degradation is found in the data history.
4.6 Proto-flight tests
It shall be recognized that the proto-flight approach presents a higher risk than the approach in which design
margins are demonstrated by the testing of a dedicated nonflight qualification item. Moreover, programmatic
realities of limited production, tight schedules, and budgetary limits do not always allow the use of dedicated
nonflight qualification items. In response, several strategies have evolved to minimize the risk created by this
situation. The higher risk of the proto-flight approach is an example. In principle, the proto-flight approach may
be applied at each level of decomposition of the space system.
Proto-flight tests shall qualify the design and manufacturing methods of hardware for the purpose of
acceptance for flight operations. Qualification of design and manufacturing methods is accomplished by
imposing environmental levels more severe than environments expected during ground and orbital operations.
Hardware fatigue is prevented by limiting exposure so not to expend a significant portion of the useful life of
the hardware. These tests also detect latent material and manufacturing defects and provide experience with
each test item's performance under conditions similar to the mission environment.
4.7 Prelaunch validation tests
Prelaunch validation tests for spacecraft shall be conducted at the launch site, if they are necessary. These
tests demonstrate that transportation to and handling at the launch site cause no spacecraft parameter
changes and verify that spacecraft and launch vehicle interface and compatibility testing with the Tracking and
Control System stay within the stipulated limits as part of launch site operations. The tests shall exercise
spacecraft within practical limits in order to ensure that all mission requirements can be satisfied.
4.8 Retest
4.8.1 General
In principle, there are four situations that may require retest.
4.8.2 Retest due to design modification after completion of qualification
Whenever hardware design is modified, the hardware involved shall be retested as necessary, and all
documentation pertinent to the design modification shall be revised. Depending on the type and extent of the
implemented modification, the issue of whether to partially or completely repeat the qualification test sequence
shall be evaluated. The acceptance test sequence shall be either partially or completely repeated to
demonstrate that no new problems have been introduced.
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ISO 15864:2004(E)
4.8.3 Retest due to nonconformance
If nonconformance occurs during testing activities, necessary action shall be taken in accordance with the test
procedure, and the causes of nonconformance shall be identified. If nonconformance is caused by the test
set-up, test software or failures in test equipment, the test being conducted at the time of the failure may be
continued after repair is completed, as long as the nonconformance did not overstress the test items. If
nonconformance caused in the test items is disposed, initial failure analysis and appropriate corrective action
shall be completed before retesting. If a failure occurs during the environmental test, the test may be
continued as long as the nonconformance does not affect continuity of the test.
The details of retesting shall be determined in consideration of the nature of each failure. If the units must be
substantially redesigned, all previous qualification tests shall be repeated. After the redesign of the unit is
qualified, all acceptance test programmes shall be repeated.
4.8.4 Retest after refurbishment
Former qualification hardware is often refurbished to be used as flight hardware (typically when more than one
item of the same hardware is needed) or as a flight spare. This approach may be dictated by programme
costs and schedule constraint. A detailed assessment shall be established by the design and quality
engineers to determine the necessary refurbishment to make this hardware flight worthy (e.g. replacement of
items overstressed or potentially overstressed by qualification testing). After refurbishment, the hardware
should be subjected to a partial or complete acceptance test, depending on the extent of refurbishment and
disintegration.
4.8.5 Retest during and after long-term storage
Tests performed during and after long-term storage depend on the failure modes likely to occur during storage.
At minimum, these tests are necessary to validate moving mechanical assemblies, check preloads, ensure
lubrication, and validate interfaces and required functional operations.
4.9 Test documentation
4.9.1 General
The contract between the customer and manufacturer shall call out required test documentation. The following
documents are among those most frequently used in the contract to establish detail requirements for the test.
4.9.2 Test plans
Test plans shall provide a general description of each planned test and its conditions. Test plans shall be
based on a function-by-function mission analysis and all specified testing requirements. Test objectives shall
be planned to verify compliance with the design and specified requirements of the items involved, including
interfaces. Test plans shall incorporate or provide references for the following:
a) a brief background of the applicable project and descriptions of the test items;
b) an overall test philosophy, testing approach, and test objective for each item, including any special
tailoring or interpretation of design and testing requirements.
4.9.3 Test specifications
Test specifications are documents that define test requirements and associated conditions to be implemented
to properly demonstrate an item’s performance. For some tests (e.g. sinusoidal vibration), test requirements
shall be based on test predictions. These documents shall be prepared for each major test activity described
in the test plan activity sheets, with the objective to detail test requirements.
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ISO 15864:2004(E)
4.9.4 Test procedures
Tests shall be conducted using documented test procedures prepared for performing all required tests in
accordance with test objectives in approved test plans and specifications. Test objectives, testing criteria, and
pass-fail criteria shall be stated clearly in the test procedures. Test procedures shall cover all operations in
enough detail to eliminate doubt as to execution of any step. Test objectives and criteria shall be stated clearly
to relate to design or operations specifications. Where appropriate, minimum requirements for valid data and
pass-fail criteria shall be provided at the procedure step level based on analysis using an appropriate
mathematical model. Traceability shall be provided from the specifications or requirements to the test
procedures. Where practicable, the individual procedure step that satisfies the requirement shall be identified.
The test procedure for each item shall include, at minimum, descriptions of the following:
a) identification of test items;
b) criteria, objectives, assumptions and constraints;
c) test set-up;
d) initialization parameters;
e) input data;
f) test instrumentation;
g) expected intermediate test results;
h) output data format;
i) expected output data (by supporting analysis and predictions);
j) minimum requirements for valid data to consider the test successful;
k) pass-fail criteria for evaluating results;
l) safety considerations and hazardous conditions;
m) procedural steps required for successful test and verification signature;
n) personnel involved and relevant responsibility.
4.9.5 Test data
Pertinent test data shall be maintained in a quantitative form to permit evaluation of performance under the
various specified test conditions; pass or fail statements alone may be insufficient. The test data shall also be
compared across major test sequences for trends or evidence of anomalous behaviour. To the extent
practicable, all relevant test measurements and environmental conditions imposed on the units shall be
recorded on computer-compatible electronic media, such as disks, magnetic tape or other suitable means to
facilitate automated accumulation and sorting of data for critical test parameters. These records are intended
to be an accumulation of trend data and critical test parameters that shall be examined for out-of-tolerance
values and characteristic signatures during transient and mode switching.
4.9.6 Test reports
A summary of the test results shall be documented in test reports. Test reports shall detail the degree of
success in meeting the test objectives of the approved test plans and specifications, and shall document test
results, deficiencies, problems encountered, and problem resolutions. The test reports shall be provided to the
customer and the launch vehicle side to prove compliance with all requirements.
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ISO 15864:2004(E)
4.9.7 Test log
Formal test conduct shall be documented in a test log. The test log shall identify personnel involved and be
time-tagged to permit reconstruction of test events such as start time, stop time, anomalies and any periods of
interruption.
4.10 Tests facilities and other requirements
4.10.1 General
The spacecraft, subsystem, and unit tests shall be performed using facilities that simulate the environmental
exposure within the specified test tolerance and measure the required operational performance. All test
facilities shall have current and valid calibration; controls to avoid over- or under-testing; proven software
operational programmes; and controlled temperature, humidity and cleanliness.
4.10.2 Test condition tolerances
Test condition tolerances and measuring precision shall be determined on the basis of the performance of test
facilities, and others shall be determined by the design standard. Test levels and duration for the design
standard should be consistent with the launch environment determined by the launch service providers
according to ISO 14303 requirements.
4.10.3 Instrumentation
The instruments to be used for tests shall be calibrated periodically to remain accurate, and each instrument
shall have an expiration date.
5 Spacecraft system tests
5.1 Test items and sequence
Test items and their sequence shall be defined in a verifi
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15864
Première édition
2004-08-15
Systèmes spatiaux — Méthodes d'essai
générales pour véhicules spatiaux,
sous-systèmes et équipements
Space systems — General test methods for space craft, subsystems
and units
Numéro de référence
ISO 15864:2004(F)
©
ISO 2004
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ISO 15864:2004(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2004 – Tous droits réservés
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ISO 15864:2004(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes, définitions et termes abrégés . 1
3.1 Termes et définitions . 1
3.2 Symboles et termes abrégés . 3
4 Exigences générales. 3
4.1 Philosophie des essais. 3
4.2 Adaptation des exigences. 4
4.3 Essais de développement . 4
4.4 Essais de qualification . 4
4.5 Essais de recette. 4
4.6 Essais protoflight. 4
4.7 Essais de validation avant le lancement . 5
4.8 Nouveaux essais. 5
4.9 Documentation des essais. 6
4.10 Installations d'essai et autres exigences. 7
5 Essais sur le véhicule spatial . 8
5.1 Éléments testés et séquence d'essai. 8
5.2 Niveaux et durée des essais . 8
6 Essais sur les sous-systèmes et sur les équipements. 8
6.1 Éléments testés et séquence d'essai. 8
6.2 Niveaux et durée des essais . 8
7 Exigences d'essai. 13
7.1 Généralités. 13
7.2 Essais fonctionnels. 13
7.3 Essais de compatibilité électromagnétique (CEM). 14
7.4 Essais de champ magnétique. 15
7.5 Essais de diagramme d'antenne . 15
7.6 Mesures d'alignement optique . 16
7.7 Mesures des propriétés physiques. 17
7.8 Équilibrage dynamique. 18
7.9 Essais sur les interfaces lanceur/véhicule spatial .18
7.10 Essai de charge statique. 19
7.11 Essais d'accélération. 20
7.12 Étude modale. 21
7.13 Essais de vibrations sinusoïdales . 22
7.14 Essais de vibrations aléatoires . 23
7.15 Essais acoustiques. 24
7.16 Essais de choc . 25
7.17 Essais d'équilibre thermique . 25
7.18 Essais de vide thermique. 26
7.19 Essais de cycle thermique . 28
7.20 Essais de pression. 29
7.21 Essais d'étanchéité. 30
7.22 Essais de déverminage et de rodage. 31
7.23 Essais de compatibilité entre le véhicule spatial et le système de suivi et de contrôle . 32
© ISO 2004 – Tous droits réservés iii
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ISO 15864:2004(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 15864 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 20, Aéronautique et espace, sous-comité SC 14,
Systèmes spatiaux, développement et mise en œuvre.
iv © ISO 2004 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 15864:2004(F)
Introduction
Dans la présente Norme internationale, les exigences minimales essentielles sont identifiées par l'utilisation
du verbe «devoir» conjugué au présent. Les recommandations sont identifiées par l'utilisation de l'expression
«il convient de». Tout en n'étant pas d'application obligatoire, ces recommandations sont considérées comme
étant d'importance majeure pour la production de concepts faciles d'emploi, économiques et fonctionnels.
Tout écart par rapport aux recommandations ne peut être accepté qu'après une étude approfondie, des
essais poussés et une évaluation fonctionnelle complète démontrant que les méthodes alternatives sont
satisfaisantes.
© ISO 2004 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 15864:2004(F)
Systèmes spatiaux — Méthodes d'essai générales pour
véhicules spatiaux, sous-systèmes et équipements
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale constitue la norme de référence en matière d'essais au niveau des
systèmes, sous-systèmes et équipements pour les programmes applicables de véhicules spatiaux non
habités. Elle fournit en outre les exigences relatives à la documentation associée aux essais.
Les critères de recette des essais, les spécifications des essais, les modes opératoires des essais et les
autres exigences détaillées des essais, qui sont applicables à un programme donné, sont définis dans les
spécifications techniques applicables et dans le plan d'essais. On désigne par le terme «essai» la méthode
qui consiste à vérifier des exigences en mesurant les performances et la fonctionnalité d'un produit soumis à
divers environnements simulés. Les exigences de la présente Norme internationale peuvent être adaptées à
chaque application de programme spatial particulier.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 14302:2002, Systèmes spatiaux — Exigences relatives à la compatibilité électromagnétique
ISO 14303:2002, Systèmes spatiaux — Interfaces entre le lanceur spatial et le véhicule spatial
ISO 14623, Systèmes spatiaux — Réservoirs et structures sous pression — Conception et fonctionnement
3 Termes, définitions et termes abrégés
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1.1
modèle de développement
modèle représentatif d'un véhicule spatial, d'un sous-système ou d'un équipement, destiné à consolider la
conception et soumis à des essais de développement
3.1.2
modèle de vol
modèle de véhicule spatial, de sous-système ou d'équipement, destiné à être lancé et exploité en orbite et
soumis à des essais de recette
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3.1.3
charge limite
charge maximale ou combinaison de charges maximales prévue, qu'une structure peut supporter au cours de
sa vie, en fonction des environnements d'exploitation applicables
3.1.4
températures maximale et minimale prévues
températures la plus élevée et la plus basse auxquelles on peut s'attendre au cours du cycle de vie complet
du sous-système ou de l'équipement, dans tous les modes opérationnels possibles, en y ajoutant un facteur
d'incertitude
3.1.5
modes opérationnels
modes d'exploitation des véhicules spatiaux, sous-systèmes et équipements, qui comprennent toutes les
combinaisons de configurations opérationnelles possibles au cours de leur vie
EXEMPLE Mise sous tension ou hors tension, sélection du système principal ou redondant.
3.1.6
modèle protoflight
modèle soumis à des niveaux de qualification et à une durée de la recette
3.1.7
modèle de qualification
véhicule spatial, sous-système ou équipement destiné à qualifier la conception du modèle de vol et soumis à
des essais de qualification
3.1.8
charge quasi statique
charge dont l'intensité et la direction sont indépendantes du temps; ou charge qui varie lentement et pour
laquelle la réponse dynamique de la structure est négligeable
NOTE Cette charge peut être induite par un vent soutenu, des forces aérodynamiques, une poussée (constante ou
avec des variations lentes), des manœuvres, ou une stabilisation par rotation.
3.1.9
véhicule spatial
véhicule constitué d'un ensemble intégré de sous-systèmes et d'équipements, capable de jouer un rôle
opérationnel dans l'espace
3.1.10
sous-système
ensemble d'équipements reliés entre eux d'un point de vue fonctionnel
3.1.11
élément testé
véhicule spatial, sous-système ou équipement soumis à un essai
3.1.12
installation d'essai
installation (comprenant les équipements, les bâtis et l'instrumentation) permettant d'effectuer un essai
3.1.13
équipement
niveau le plus bas d'assemblage de matériel pour lequel des essais de recette et de qualification sont requis
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3.2 Symboles et termes abrégés
AT essai de recette (acceptance test)
CEM compatibilité électro-magnétique
CG centre de gravité
EED dispositifs électro-pyrotechniques (electroexplosive devices)
LBB fuite avant éclatement (leak-before-burst)
MEOP pression maximale prévue en fonctionnement (maximum expected operating pressure)
MMA ensemble mécanique mobile (moving mechanical assembly)
PFT essai protoflight (proto-flight test)
QT essai de qualification (qualification test)
RF radiofréquence
4 Exigences générales
4.1 Philosophie des essais
En principe, les essais constituent une méthode de vérification qui permet de garantir que le véhicule spatial
satisfait à l'ensemble des exigences relatives à la conception, au fonctionnement et à l'assurance produit. La
présente Norme internationale comprend des dispositions concernant les essais de qualification et de recette
ou les essais protoflight (PFT). Dans la présente Norme internationale, on suppose que la phase de
développement du matériel est terminée.
Les exigences de performance du véhicule spatial contenues dans la documentation contractuelle sont
comparées aux performances obtenues lors des essais. Elles servent de base à l'évaluation des capacités
opérationnelles que l'on peut attendre du véhicule spatial. Outre la vérification des performances, les
programmes d'essai fournissent les éléments suivants:
a) formation du personnel pour l'exploitation du véhicule spatial;
b) intégration des actions correctives prises par rapport aux non-conformités;
c) validation du traitement des données;
d) possibilité de réaliser des étalonnages dans des conditions spatiales simulées;
e) vérification de la compatibilité entre le matériel sol et le véhicule spatial vis-à-vis des opérations.
Parmi les facteurs qui contribuent à la définition des spécifications d'essai, on compte l'expérience acquise sur
des véhicules spatiaux, des sous-systèmes et des équipements similaires, des considérations de coûts et des
exigences de fiabilité. La présente Norme internationale comprend un ensemble de conditions dans lesquelles
les éléments testés doivent être exploités et les conditions d'essai qui doivent être utilisées pour démontrer
leurs capacités.
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4.2 Adaptation des exigences
Les exigences d'essai peuvent être adaptées pour satisfaire aux objectifs de chaque essai. Les paramètres à
adapter doivent faire l'objet de négociations entre le client, le fabricant du véhicule spatial et le fournisseur du
service de lancement.
4.3 Essais de développement
Les essais de développement contribuent à établir la faisabilité de la conception et en facilitent l'évolution.
Ces essais sont nécessaires pour valider les nouvelles idées de conception ou pour appliquer des idées et
techniques éprouvées à une nouvelle configuration. Ces essais servent à confirmer les marges de structure et
de performance, la faisabilité de la fabrication, la simplification des essais, la faisabilité de la maintenance, la
fiabilité, les prévisions de durée de vie et la conformité à la sécurité. Donc, les exigences relatives aux essais
de développement dépendent de la maturité de la conception utilisée et des exigences opérationnelles liées à
un projet donné. Par leur nature, les essais de développement ne peuvent se réduire à un ensemble
normalisé de modes opératoires.
Lorsque ceci est possible, les essais de développement doivent être réalisés pour un ensemble de conditions
d'exploitation qui dépassent les limites de la conception, afin d'identifier les caractéristiques marginales de
celle-ci. Les essais de développement peuvent être réalisés sur des maquettes, des montages d'essai, des
modèles de développement ou des modèles d'intégration.
4.4 Essais de qualification
Les essais de qualification permettent de démontrer que les éléments satisfont aux exigences de conception
et présentent des marges correctes. Le niveau des essais de qualification doit être supérieur aux niveaux
maximaux prévus selon un coefficient de sécurité ou une marge de qualification. Sauf indication contraire, la
durée des essais de qualification doit être supérieure à la durée maximale d'exposition à l'environnement,
avec une marge de qualification appropriée. En outre, ces essais doivent permettre de valider les méthodes,
les modes opératoires, les conditions de l'installation et les bancs d'essai qui seront réutilisés lors de la
recette.
4.5 Essais de recette
Les essais de recette doivent démontrer que l'élément est exempt de tout défaut de fabrication et de toute
erreur d'intégration, et que ses fonctions et performances satisfont, dans la mesure du possible, aux
exigences de mission qui ont été stipulées. Ces essais permettent de détecter les défauts latents des
matériaux ou d'exécution, introduits au cours du processus de fabrication et d'assemblage, en mesurant les
paramètres relatifs aux fonctions et aux performances. Ces mesurages doivent être effectués en s'appuyant
sur des essais séquentiels afin d'identifier toute dégradation des fonctions et des performances susceptible
d'avoir un impact sur les objectifs de la mission et afin d'établir une référence permettant de garantir
qu'aucune dégradation n'apparaît au vu des résultats d'essai.
4.6 Essais protoflight
Il faut admettre que l'approche protoflight présente un risque plus élevé que celle qui consiste à démontrer les
marges de conception en testant un élément spécifique de qualification non destiné au vol. De plus, les
réalités programmatiques de production limitée, les calendriers serrés et les limites budgétaires ne permettent
pas toujours d'utiliser des éléments spécifiques de qualification non destinés au vol. Pour faire face à ces
réalités, plusieurs stratégies ont été élaborées afin de réduire le risque engendré par une telle situation.
L'augmentation des risques dans l'approche protoflight en est une illustration. En principe, l'approche
protoflight peut être appliquée au niveau des sous-systèmes d'un système spatial.
Les essais protoflight doivent permettre de qualifier les méthodes de conception et de fabrication du matériel
en vue de sa recette pour les opérations en vol. Cette qualification des méthodes de conception et de
fabrication s'effectue en imposant des niveaux d'environnement plus stricts que les environnements attendus
au cours des opérations au sol et en orbite. La fatigue du matériel est évitée en limitant son exposition à un
environnement donné afin de ne pas réduire, de manière significative, sa durée de vie utile. Ces essais
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permettent également de détecter les défauts latents des matériaux et les défauts de fabrication, et
d'expérimenter les performances de chaque élément testé dans des conditions similaires à celles de
l'environnement de la mission.
4.7 Essais de validation avant le lancement
Les essais de validation avant le lancement doivent être réalisés sur la base de lancement, s'ils s'avèrent
nécessaires pour le véhicule spatial. Ces essais permettent de démontrer que le transport du véhicule spatial
vers la base de lancement et sa manipulation ne modifient pas ses paramètres. Ils permettent également de
vérifier, dans le cadre des opérations effectuées sur la base de lancement, que l'interface véhicule
spatial/lanceur ainsi que les essais de compatibilité avec le système de contrôle et de suivi restent dans les
limites stipulées. Le véhicule spatial doit être soumis à des essais effectués aux limites réelles afin de garantir
que l'ensemble des exigences de mission peut être satisfait.
4.8 Nouveaux essais
4.8.1 Généralités
En principe, quatre situations sont susceptibles de nécessiter de nouveaux essais.
4.8.2 Nouveaux essais suite à une modification de conception, une fois la qualification terminée
À chaque modification de conception d'un matériel, le matériel concerné doit, si nécessaire, être soumis à de
nouveaux essais et toute la documentation concernée par cette modification doit être revue. La nécessité de
reprendre tout ou partie de la séquence des essais de qualification doit être ensuite évaluée, en fonction du
type et de l'étendue des modifications apportées. Tout ou partie de la séquence des essais de recette doit
être reprise afin de démontrer qu'aucun autre problème n'a été introduit.
4.8.3 Nouveaux essais suite à l'apparition de non-conformités
Si des non-conformités apparaissent au cours des activités d'essai, les actions requises doivent être prises
conformément au mode opératoire d'essai, et les causes des non-conformités doivent être identifiées. Si
l'origine d'une non-conformité est liée à la configuration des essais, au logiciel d'essai ou à des défaillances
des équipements d'essai, les essais en cours au moment de la défaillance peuvent être poursuivis après les
réparations nécessaires, dans la mesure où la non-conformité n'a pas soumis les éléments testés à une
surcharge. En cas d'élimination de la non-conformité présentée par l'élément testé, l'analyse des défaillances
initiales et les actions correctives appropriées doivent être effectuées avant les nouveaux essais. Si une
défaillance survient lors des essais d'environnement, ces essais peuvent être poursuivis, dans la mesure où
la non-conformité n'en affecte pas la continuité.
Les détails des nouveaux essais doivent être déterminés en fonction de la nature de chaque défaillance. Si
les éléments testés doivent faire l'objet d'une modification de conception substantielle, tous les essais de
qualification antérieurs doivent être repris. Une fois la nouvelle conception de l'élément qualifiée, tous les
programmes d'essai de recette doivent être repris.
4.8.4 Nouveaux essais après remise en état
Le matériel qui a servi à la qualification est souvent remis en état pour être utilisé comme matériel de vol (en
général, lorsque plusieurs éléments du même matériel sont requis) ou comme pièce de vol de rechange.
Cette démarche peut être dictée par les coûts des programmes et les contraintes du calendrier. Une
évaluation détaillée doit être réalisée par les ingénieurs du bureau d'études et de la qualité afin de déterminer
la remise en état nécessaire permettant à ce matériel de voler correctement (par exemple, remplacement des
éléments ayant été effectivement ou potentiellement soumis à une surcharge lors des essais de qualification).
Après remise en état, il convient que le matériel soit soumis à tout ou partie des essais de recette, en fonction
de l'importance de la remise en état et du démontage.
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4.8.5 Nouveaux essais pendant et après un stockage de longue durée
Les essais effectués pendant et après un stockage de longue durée dépendent des modes de défaillance
susceptibles d'apparaître au cours du stockage. Ces essais sont au moins nécessaires pour valider les
ensembles mécaniques mobiles, pour contrôler les précontraintes, pour garantir la lubrification et pour valider
les interfaces et les opérations fonctionnelles requises.
4.9 Documentation des essais
4.9.1 Généralités
Le contrat entre le client et le fabricant doit mentionner la documentation nécessaire relative aux essais. Les
documents suivants sont parmi les plus couramment utilisés dans le contrat pour établir les exigences
détaillées des essais.
4.9.2 Plans d'essai
Les plans d'essai doivent fournir une description générale de chaque essai programmé et des conditions
associées. Ces plans d'essai doivent s'appuyer sur une analyse de mission pour chaque fonction et sur toutes
les exigences d'essai stipulées. Les essais doivent viser à vérifier que les éléments concernés, y compris les
interfaces, sont conformes aux exigences de conception qui ont été spécifiées. Ces plans doivent comprendre
les éléments suivants, ou fournir les références correspondantes:
a) un résumé du contexte du projet en question et la description des éléments testés;
b) la philosophie générale, l'approche et les objectifs des essais pour chaque élément testé, y compris toute
adaptation spécifique ou interprétation des exigences de conception et d'essai.
4.9.3 Spécifications d'essai
Les spécifications d'essai sont des documents qui définissent les exigences d'essai et les conditions
associées à mettre en œuvre pour démontrer correctement les performances d'un élément. Pour certains
essais (par exemple, de vibrations sinusoïdales), les exigences d'essai doivent se baser sur des prévisions
d'essais. Ces documents doivent être élaborés pour toutes les activités importantes décrites dans les fiches
d'activité du plan d'essai afin de détailler les exigences d'essai.
4.9.4 Modes opératoires d'essai
Les essais doivent être réalisés en utilisant des modes opératoires d'essai documentés, préparés dans le but
d'effectuer tous les essais requis, conformément aux objectifs des essais formulés dans les plans et
spécifications d'essai approuvés. Les objectifs des essais, les conditions d'essai, ainsi que les critères de
succès ou d'échec doivent être clairement indiqués dans les modes opératoires d'essai. Ces modes
opératoires doivent suffisamment détailler toutes les opérations pour éliminer tout doute quant à l'exécution
de chaque étape. Les objectifs et les critères d'essai doivent être clairement définis par rapport aux
spécifications de conception et d'exploitation. Le cas échéant, on doit fournir au niveau de chaque étape du
mode opéra
...
Questions, Comments and Discussion
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