MEHĀNISKAIS DIZAINS
CAPILUX eksperiments sastāv no trīs galvenajām apakšsistēmām:
1. Testa kameras – kopumā ir 4 testa kameras, kurās ievietotas dažādas kapilārās ģeometriskās formas un testa šķidrums.
2. Novērošanas sistēma – tā ir atbildīga par eksperimenta datu nolasīšanu. Mūsu eksperimenta dati ir kapilārā plūsma, ko rada kapilārais efekts, un tos novēro ar RunCam Split 4 V2 kamerām. Katrai testa kamerai ir divas kameras.
Šķidruma absorbcijas sistēma – drošības nolūkos eksperimentā ir integrēta šķidruma absorbcijas sistēma.
Eksperiments tiek savienots ar 120 mm REXUS moduli, izmantojot apakšējo starpsienu. Tas atrodas tieši virs REXUS38 raķetes servisa moduļa.
PLŪSMAS SIMULĀCIJU DIZAINS
CAPILUX tiek simulēts programmā ANSYS Fluent (izmantojot Volume of Fluid modeli), lai prognozētu, kur testa šķidrums atrodas katrā lidojuma fāzē, un analīzi virza reāli REXUS 33 lidojuma dati. Palaišanas laikā raķete griežas, tāpēc dominē centrbēdzes spēks, kas izspiež šķidrumu uz radiāli izvietoto kameru ārējiem galiem; simulācijas apstiprināja, ka šķidrums nostājas paredzētajā pozīcijā bez būtiskas šļakstīšanās augšupceļā. Kritiskā fāze ir griešanās apturēšana (de-spin), kuras laikā griešanās ātrums aptuveni vienas sekundes laikā tiek samazināts gandrīz līdz nullei. Šī straujā izmaiņa met šķidrumu uz nepareizo kameras pusi — pretēji tam, kas eksperimentam nepieciešams, jo šķidrumam jāpārvietojas caur kapilārajām struktūrām virsmas spraiguma ietekmē. Lai to kontrolētu, tika izstrādāta un atkārtoti simulēta šļakstīšanās pārsegsiena (sloshing baffle), kas griešanās apturēšanas laikā notur lielāko daļu šķidruma pareizajā pusē, lai mikrogravitācijas kapilārā fāze varētu sākties tīri.
SILTUMA DIZAINS
Eksperiments pilnībā balstās uz pasīvu siltuma vadību — sildītāji vai ventilatori nav nepieciešami. Siltumu galvenokārt rada pamatplate, kameras un LED/spiediena PCB, un lidojuma vakuumā tas tiek izkliedēts ar siltumvadīšanu un starojumu. Kamerām un spiediena/LED platēm tiek veikta pārejas (transient) siltuma analīze, lai apstiprinātu, ka katra komponente visa lidojuma laikā paliek sava darba temperatūras diapazona robežās. Sliktākajā gadījumā tiek pieņemts, ka visā eksperimenta laikā nav konvekcijas, atstājot tikai siltumvadīšanu un starojumu slodzes pārvaldīšanai. Lai labāk izprastu eksperimenta termisko situāciju, tiek veikta testēšana vakuuma kamerā.
ELEKTRISKAIS DIZAINS
CAPILUX vada viena elektroniskā plate, kas piestiprināta pie moduļa apakšas. Tā pārveido 28 V REXUS kopni uz 5 V un 3,3 V, saņem no raķetes pacelšanās (lift-off) un eksperimenta sākuma signālus, vada kameras un kameru LED, kā arī reģistrē paātrinājuma un vides datus gan iebūvētajā zibatmiņā, gan SD kartē. Kameras novēro astoņas RunCam Split 4 V2 kameras, no kurām katrai ir pie starpsienas piestiprināts DVR dzesēšanai. Spiedienu un apgaismojumu nodrošina mazas PCB, kas iebūvētas kameru gala vāciņos, savukārt atsevišķa TV multipleksora plate pārslēdz visu astoņu kameru signālus vienā video kanālā tiešraides novērošanai pirms lidojuma un tā laikā.
PROGRAMMATŪRAS DIZAINS
CAPILUX programmatūra ir atbildīga par eksperimenta vadību pirms lidojuma un tā laikā. Tā pārvalda iebūvēto lidojuma datoru, kas vada kameras un LED, ievāc sensoru datus un saglabā eksperimenta datus. Šī apakšsistēma ir izstrādāta tā, lai lidojuma laikā darbotos autonomi, taču pirms palaišanas tā pati programmatūra ļauj komandai no zemes stacijas testēt kameras, sensorus, LED, sakarus un datu reģistrēšanu. Pielāgota zemes stacijas lietotāja saskarne attēlo telemetriju, apakšsistēmu statusu, atmiņas informāciju un dienesta (housekeeping) datus, kas lejupielādēti no iebūvētā lidojuma datora, kā arī ļauj nosūtīt komandas pirmslidojuma pārbaužu laikā. Programmatūra ir veidota ar uzsvaru uz izsekojamību un datu aizsardzību, nodrošinot, ka reģistrētie eksperimenta dati paliek izmantojami pat tad, ja tiek pārtraukta barošana vai sakari.
