Машины глубокого космоса

Deeper Space Machines Inc.
	Фотография команды Deeper
Тип компании	Частный
Промышленность	Аэрокосмическая промышленность
Основан	2010 г .; 14 лет назад
Основатель	Джонатан Гофф
Штаб-квартира	3001 Industrial Ln #5, Брумфилд, Колорадо , США
Ключевые люди	Патрик Лонер ; ( президент и генеральный директор )

Altius Space Machines — дочерняя компания Voyager Space Holdings (январь 2020 г.), базирующаяся в Брумфилде, штат Колорадо, занимающаяся проектированием будущего в аэрокосмической отрасли.

Основные возможности

Идея, концептуальный дизайн, исследования и разработки, производство летного оборудования
Идея и проектирование на уровне системы и архитектуры
Электропостоянный магнит (EPM)
Электрические/механические/робототехнические системы
Криогенные жидкостные системы
Лаборатория космических экологических испытаний (TVAC, Vibe, HALT/HASS)

История

2010–2012

В 2010 году компания Altius Space Machines при поддержке SRI International изобрела систему электроадгезивной стрелы-рандеву «Sticky Boom», чтобы решить несколько ключевых проблем, связанных со сближением и захватом орбитального контейнера с образцами (OSC) для возврата образцов с Марса ( МСР) миссия. Эта система значительно совершенствует ранее предложенные системы захвата контейнеров для проб, обеспечивая следующие ключевые функции:

Высокая внутренняя безопасность — событие контакта и захвата происходит на значительном расстоянии от орбитального аппарата.
Электромеханическое рулевое управление на последних метрах процесса сближения и захвата ОС. Снижает расход топлива при сближении.
Высокая устойчивость к ошибкам позиционирования и скорости между орбитальным аппаратом и целью. Снижает требования к точному управлению орбитальным аппаратом во время маневра захвата.
Очень малая масса и объем по сравнению с другими решениями.
Та же система может захватить ОС и передать ее на корабль входа на Землю, используя то же оборудование.
Обеспечивает простые средства надежного, немеханического обнаружения контакта и приближения.
Решение с низким уровнем риска: стрелы основаны на системах с обширным опытом полетов, устройство захвата прошло обширные испытания в наземных условиях, а также успешно прошли предварительные динамические испытания в условиях микрогравитации на борту параболического самолета.
Достаточно маленький для доступных краткосрочных испытаний на НОО с использованием CubeSat или других возможностей совместного использования автомобилей.

В июле 2011 года Altius Space Machines заняла первое место на конкурсе бизнес-планов NewSpace 2011 в Кремниевой долине , спонсируемом Space Frontier Foundation . ^{[ 1 ]}

В июле 2012 года компания Altius выиграла контракт с DARPA на создание композитной выдвижной роботизированной стрелы Phoenix для проекта DARPA . ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} В 2012 году они также начали работу над разработкой клейких захватов Gecko в рамках работы над созданием инструмента Gecko Gripper Touch-to-Grasp , в котором использовалась «технология синтетического клея Gecko» JPL , которая имитирует способность ящериц Gecko прикрепляться к стенам. В работе использовалась предыдущая работа Альтиуса по некооперативного захвата механизмам с использованием электроадгезии . ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}

2013–2015

MagnetoShell В 2014 году Altius начала работу над технологией аэрозахвата и аэроторможения для кубсатов . Спутники CubeSat высотой 6U, получившие название MIDAS (многоцелевая межпланетная развертываемая система аэрозахвата), будут предназначены для использования в межпланетных миссиях, например, на Марс, Венеру или спутник Юпитера Европу. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}

Другая работа включает в себя «Систему поиска валунов астероида Кракен». В конце 2014 года Altius планирует протестировать прототипы захватывающих рычагов и без принудительного замыкания захвата в соответствии с концепцией захвата валуна с поверхности астероида . Исследование финансируется НАСА в рамках более широкого проекта «Миссия по перенаправлению астероидов » (ARM) и предназначено для разработки системных концепций и ключевых технологий, одновременно оценивая осуществимость потенциального коммерческого партнерства для ARM. ^{[ 9 ]}

В 2015 году компания Altius выиграла контракт на создание легких роботов-манипуляторов, в которых используются подвижные композитные стрелы STEM для обеспечения призматической глубины выдвижения / втягивания, в качестве роботизированных манипуляторов для вспомогательных свободно летающих аппаратов (AFF) на Международной космической станции. Эти малоинерционные манипуляторы STEM Arm (LISA) могут обеспечивать сопоставимые или лучшие возможности манипулирования с AFF, чем традиционные роботизированные манипуляторы, но с меньшей массой, меньшей инерцией, лучшей укладкой и способностью достигать труднодоступных мест.: ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}

2016–2018

2019-настоящее время

Линия продуктов

DogTag™

DogTags™ установлены на спутниках Airbus-OneWeb . Кредит: Роскосмос

DogTag™

DogTag™ — это универсальный захват, поддерживающий широкий спектр методов захвата. : Номер патента: США 2019/0241286A1.

Механический захват
Захват ловушки
Магнитный захват
Адгезия геккона
Электростатическая адгезия
Химическая Адгезия
Захват гарпуном

Сотни аппаратов в настоящее время находятся на орбите, и еще сотни планируется запустить в полной мере для использования в космосе в соответствии со строгими требованиями к спутникам Airbus-OneWeb . Видео OneWeb на YouTube

Электропостоянные магниты (EPM)

Электропостоянные магниты (EPM) — это запатентованная технология Altius Space Machines, которая предлагает многочисленные преимущества по сравнению с существующими механическими или магнитными интерфейсами. EPM представляют собой твердотельные переключаемые магниты без движущихся частей, которые могут иметь неограниченное количество форм-факторов. Номер патента: 10984936.
Сочетает в себе лучшие характеристики обеих разновидностей для создания желаемого магнитного поля, которое:

Очень сильный захват – уже продемонстрировано 500 кПа (72,5 фунтов на квадратный дюйм), теоретически возможно давление до 1 МПа (145 фунтов на квадратный дюйм).
Нет полномочий поддерживать государство, только менять состояние
Твердотельный, без движущихся частей
Простое управление и контроль
Доступен в двухрежимном режиме (притяжение на расстоянии/сцепление с поверхностью/выкл.) или одномодовом (вкл./выкл.).
Магнитное поле жестко ограничено и не создает значительного магнитного потока за пределами пассивного интерфейса.

EPM сочетают в себе настраиваемость электромагнитов со стабильностью постоянных магнитов, создавая уникальную магнитную защелку без движущихся частей.

Двухрежимный EPM

В настоящее время Altius работает над разработкой двухрежимного EPM. Этот EPM будет иметь «режим дальнего действия» (LRM) и «режим ближнего действия» (SRM). LRM будет оказывать значительную силу на расстоянии 5 см, оказывать небольшое усилие на расстоянии 10–20 см, а сила захвата при контакте достаточна для предотвращения «отскока». SRM достигает давления захвата = 200 кПа. Заявка на патент подана: 20210210267

Продукты на основе EPM

Компания Altius разработала множество продуктов, использующих технологию EPM, и продолжает изобретать новые и инновационные продукты для удовлетворения потребностей орбитального обслуживания.

МагТаг™

MagTag™ с ядром питания/передачи данных

Конфигурируемое центральное ядро MagTag™

Компания Altius разработала модульный интерфейс MagTag, который позволяет реализовать новую парадигму в проектировании, строительстве и обслуживании космических аппаратов: интерфейс электрического и/или жидкостного соединения EPM с защелкой.

Надежность: EPM обеспечивают прочное (1 кН) магнитное соединение без движущихся частей.
Легкий и низкопрофильный: всего <500 г, каждая половина интерфейса может поместиться в конверт размером 10 x 10 x 5 см.
Фиксация: EPM требуют энергии (<20 Дж) только для изменения состояния захвата с включенного на выключенное и будут поддерживать фиксацию без активной мощности.
Высокие возможности: базовая конструкция поддерживает передаваемую мощность 600 Вт при напряжении 28 В и скорость передачи данных более 1 Гбит/с.
Возможность блокировки запуска: MagTags достаточно прочны, чтобы выдерживать полезную нагрузку весом в несколько кг во время запуска.
Масштабируемость: массивы MagTags на поддоне могут поддерживать различные модули и подмодули для установки.

Магнитный сменщик инструментов

Магнитное устройство смены инструмента Altius использует полупроводниковую переключаемую магнитную защелку EPM и действует как роботизированный рабочий орган. Роботизированная часть соединяется со стороной инструментов, которая может иметь несколько различных инструментов (роботизированных или традиционных). Если сторона инструмента роботизирована, устройство смены инструмента может подавать питание и данные на инструмент и использовать его, как если бы он был проводным.

Пыленепроницаемая герметичная конструкция: в конструкции отсутствуют открытые движущиеся электрические или механические части по обе стороны интерфейса.
Высокая надежность: не имеет движущихся частей, что значительно повышает надежность по сравнению с традиционными механическими устройствами смены инструмента.
Низкая мощность срабатывания: конструкция полупроводникового переключаемого магнита имеет низкое пиковое энергопотребление (при желании <5 Вт), потребляя энергию только тогда, когда магнит переключается из включенного в выключенное состояние.
Легкий/компактный: устраняя необходимость в сложных механических системах фиксации, предлагаемое устройство смены инструмента может быть значительно легче традиционных механических устройств смены инструмента.
Возможность узкой досягаемости: компактное устройство смены инструмента EPM позволяет вставлять инструменты или датчики для отбора проб в гораздо более узкие геометрические области, чем это было бы возможно при использовании револьверной или механической конструкции устройства смены инструмента.
Питание и передача данных: устройство смены инструмента обеспечивает беспроводную мощность (индуктивную) и передачу данных >100 Вт и со скоростью до 870 Мбит/с. Данные передаются с использованием технологии Keyssa .

Космическая стыковка и сборка

ЭШЕР (пример)

Оболочка интерфейса ESCHER и полная структура

Altius был выбран в рамках SBIR НАСА для разработки роботизированного интерфейса экспериментального роевого оборудования на основе EPM (ESCHER) для инициативы НАСА по сборке в космосе (ISA) модульных спутников и космических объектов.

Приложения НАСА

В космической сборке (ISA) модульных спутников и космических объектов
Структуры быстрой сборки/разборки, позволяющие выполнять миссии с участием нескольких роботов для совместного исследования планет.
Универсальный интерфейс для групповой сборки орбитальных и планетарных структур.

Наземные приложения

Интерфейс быстрой замены полезной нагрузки для размещенных и заменяемых полезных нагрузок.
Интерфейс БПЛА для стыковки, перезарядки и манипулирования полезной нагрузкой.
Универсальный интерфейс для роботизированной сборки/разборки наземных сооружений в удаленных и суровых условиях.

Соединитель криогенной жидкости для дозаправки в космосе

Функции:

Разработан для повторного использования существующих стержней клапанов с соответствующей пластиной на ракетах-носителях.
Соединение с нулевой силой сопряжения с использованием твердотельных электропостоянных магнитов (EPM)
Силы сопряжения и сброса реагируют локально с помощью специального механизма опускания, состоящего из линейной сервосистемы.
Двойная тарелка для сухого отключения
Самовыравнивание

Технические характеристики:

Среднее Скорость утечки гелия при 50 psi: 0,00001 куб.см/сек.
Проверено гидростатически при давлении 100 фунтов на квадратный дюйм.
Коэффициент расхода (вода): 4,9-5,3
Магнитная защелка протестирована до 1000 Н (предел датчика силы)
Максимальная сила фиксации 2135 Н.

Криопара v2

Космический перепускной клапан топлива (PTV)

Компания Altius разработала клапан перекачки топлива с электромеханическим приводом для перекачки жидкости или газа. Содержит парный активный и пассивный узел для надежной гидромуфты.

Масса активной сборки: <1,2 кг
Масса пассивной сборки: <0,3 кг
Максимальное рабочее давление: 725 фунтов на квадратный дюйм
Общий ход: 1,75 дюйма
Устойчивость к механическому смещению и температурным градиентам

Ссылки

^ Уолл, Майк (4 августа 2011 г.). «Спутниковый захват» получил высшую награду в области космического бизнеса» . Деловые новости ежедневно . Архивировано из оригинала 30 июля 2012 года . Проверено 12 июня 2012 г.
^ «DARPA продвигается вперед в создании зомби-спутников Франкенса» . 26 июля 2012 г.
^ «Altius Space Machines и NovaWurks заключили контракты с DARPA Phoenix» . 21 августа 2012 г.
^ «Поделки и хобби своими руками: учитесь, покупайте, исследуйте – на Луну и обратно» . 5 февраля 2021 г.
^ Altius Space Machines выигрывает контракт на разработку захвата Touch-to-Grasp с JPL , по состоянию на 28 июня 2014 г.
↑ Phoenix Gecko Gripper , по состоянию на 28 июня 2014 г.
^ Altius Space Machines отображает MIDAS Touch со спутниками Deep Space CubeSats , по состоянию на 28 июня 2014 г.
↑ НАСА наблюдает за отправкой кубсатов в глубокий космос , по состоянию на 28 июня 2014 г.
^ НАСА выбирает 18 предложений для исследований миссии по перенаправлению астероидов , по состоянию на 28 июня 2014 г.
^ NASA.gov
^ «Космические машины Altius выбраны для получения награды SBIR Phase I - Параболическая дуга» . 13 мая 2015 г.

39 ° 55'20 "N 105 ° 06'09" W / 39,9223199589016 ° N 105,1025781309834 ° W

[biznews-1] Уолл, Майк (4 августа 2011 г.). «Спутниковый захват» получил высшую награду в области космического бизнеса» . Деловые новости ежедневно . Архивировано из оригинала 30 июля 2012 года . Проверено 12 июня 2012 г.

[2] «DARPA продвигается вперед в создании зомби-спутников Франкенса» . 26 июля 2012 г.

[3] «Altius Space Machines и NovaWurks заключили контракты с DARPA Phoenix» . 21 августа 2012 г.

[4] «Поделки и хобби своими руками: учитесь, покупайте, исследуйте – на Луну и обратно» . 5 февраля 2021 г.

[5] Altius Space Machines выигрывает контракт на разработку захвата Touch-to-Grasp с JPL , по состоянию на 28 июня 2014 г.

[6] Phoenix Gecko Gripper , по состоянию на 28 июня 2014 г.

[7] Altius Space Machines отображает MIDAS Touch со спутниками Deep Space CubeSats , по состоянию на 28 июня 2014 г.

[8] НАСА наблюдает за отправкой кубсатов в глубокий космос , по состоянию на 28 июня 2014 г.

[9] НАСА выбирает 18 предложений для исследований миссии по перенаправлению астероидов , по состоянию на 28 июня 2014 г.

[10] NASA.gov

[11] «Космические машины Altius выбраны для получения награды SBIR Phase I - Параболическая дуга» . 13 мая 2015 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]