알티우스 우주 기계

Altius Space Machines
알티우스 우주 기계 주식회사
유형사설
산업항공우주
설립됨2010; 12년 전(2010년)
창시자조너선 고프
본부
미국 콜로라도주 브룸필드의 3001 산업연간 5위.
주요인
패트릭 로너
(사장 & CEO)

알티우스 스페이스 머신(Altius Space Machines)은 Voyager Space Holdings의 자회사로서 비협조 위성인 [1]On-Orbit Serviceing and Buffering Technologies와 Space Robotics를 위한 새로운 랑데부 및 캡처 기술을 개발하고 있다.이 회사의 제품은 스페이스X, 버진 갤럭틱, XCOR 에어로스페이스와 같은 뉴 스페이스 론칭 회사들에 의해 대표되는 보다 최근의 저비용 공간 접근을 가능하게 하고 가능하게 한다.[2]
알티우스의 위성 서비스 철학은 우주선이 로봇으로 상호작용하기 쉽도록 하는 구체적이고 저렴한 기능을 추가해 서비스를 염두에 두고 설계·구축하는 '협력 서비스' 개념에 바탕을 두고 있다.

역사

2010–2012

2010년, 알티우스 우주 기계는 SRI 인터내셔널의 지원을 받아 화성 샘플 리턴(MSR) 임무를 위한 궤도 샘플 캐니스터(OSC)의 랑데부 및 포획과 관련된 몇 가지 주요 난제를 해결하기 위해 "스티키 붐(Sticky Boom)" 전기장착 붐-렌데즈 시스템을 발명했다.이 시스템은 다음과 같은 주요 기능을 제공하여 이전에 제안된 샘플 캐니스터 캡처 시스템을 크게 개선한다.

  • 고유 안전성이 높음 — 접촉 및 캡처 이벤트가 궤도상에서 상당한 거리에서 발생함
  • OS 랑데부 및 캡처 프로세스의 마지막 몇 미터 전기 기계식 스티어링 – 랑데부 추진제 소모 감소
  • 궤도 위성과 표적 사이의 위치 및 속도 오류에 대한 높은 내성 – 캡처 기동 중 궤도 위성의 정밀 제어 요구 사항 감소
  • 다른 솔루션에 비해 질량 및 부피가 매우 낮음
  • 동일한 시스템이 OS를 캡처하여 동일한 하드웨어를 사용하여 Earth Entry Vehicle로 전송할 수 있다.
  • 신뢰할 수 있는 비기계적 접촉 및 근접 탐지를 위한 간단한 수단 제공
  • 저위험 해결책—폭은 광범위한 비행 경험을 가진 시스템을 기반으로 하며, 포물선 항공기에 탑재된 예비 미세중력 동적 시험뿐만 아니라 지상 환경에서 광범위한 시험을 보았다.
  • CubeSat 또는 기타 승차 공유 기회를 사용하여 LEO에서 경제적인 단기 테스트를 수행할 수 있을 만큼 작음.

2011년 7월, 알티우스 스페이스 머신은 스페이스 프런티어 재단이 후원한 실리콘밸리에서 열린 2011 뉴 스페이스 비즈니스 플랜 대회에서 1위를 차지했다.[1]

알티우스는 2012년 7월 DARPA와 계약을 맺고 DARPA 피닉스 프로젝트를 위해 확장 가능한 복합 로봇 붐 암(boomboom boom arm)을 건설했다.[3][4][5]그들은 또한 JPL의 "게코 도마뱀이 벽에 붙는 능력을 모방한 합성 게코 접착 기술"을 접목한 게코 그리퍼 터치 투 그라스프 도구를 만드는 작업의 일환으로 2012년부터 게코 접착식 그리퍼를 개발하기 시작했다.이 작업은 알티우스가 전기 도로를 이용한 비협조적인 포획 메커니즘에 대해 행한 이전 작업을 활용했다.[6][7]

2013-2015

2014년에 Altius는 큐빅용 마그네토쉘 항공기와 에어로브레이킹 기술을 개발하기 시작했다.MIDAS, 다목적 행성간 전개식 비행 적응 시스템이라고 불리는 6U CubeSats는 화성, 금성 또는 목성의 달 Europa와[8][9] 같은 행성간 임무에 사용되도록 설계될 것이다.

다른 작품으로는 "크라켄 소행성 바울더 회수 시스템"이 있다.2014년 말 알티우스는 소행성 표면에서 바위를 포착하기 위한 팔 잡는 시제품과 비강력-폐쇄 그립 개념을 시험할 것으로 기대하고 있다.이 연구는 NASA가 광범위한 소행성 리디렉션 미션(ARM) 프로젝트의 일환으로 자금을 지원하며, ARM에 대한 잠재적 상업적 파트너십의 실현 가능성을 평가하는 동시에 시스템 개념과 핵심 기술을 성숙시키기 위한 것이다.[10]

2015년 알티우스는 국제우주정거장에서 보조 비행사(AFFs)의 로봇 암으로 롤링 가능한 복합 STEM 붐을 활용해 프리즘 확장/수축 DOF를 제공하는 경량 로봇 조작기 제작 계약을 따냈다.이러한 Low-Inertia STEM Arm(LISA) 조작기는 기존 로봇 조작기보다 AFF에 비견되거나 더 나은 조작 기능을 제공할 수 있지만, 질량이 적고, 관성이 낮고, 보관성이 우수하며, 접근하기 어려운 위치에 도달할 수 있다.[11][12]

2016-2018

2019년-현재

제품 라인

DogTag™

Airbus-OneWeb 위성에 설치된 DogTags™크레딧:로스코스모스
DogTag™

DogTag™는 범용 그래플 고정 장치로, 다양한 캡처 방법을 지원한다.

  • 기계식 그립
  • 올가미 캡처
  • 마그네틱 캡쳐
  • 도마뱀붙이 부착
  • 정전기 접착
  • 화학적 접착
  • 하푼 캡쳐

수백 대의 유닛이 현재 궤도에 진입하고 있으며, 엄격한 에어버스-원웹 위성 요건을 갖춘 완전한 공간 자격을 갖춘 수백 대의 발사 예정되어 있다.OneWeb YouTube 비디오

영구 자석(EPM)

EPM function Picture.png

전기영구자석(EPM)은 산업 표준으로 빠르게 자리 잡고 있는 비교적 새로운 기술로 기존의 기계식 또는 자기식 인터페이스에 비해 수많은 이점을 제공한다.EPM은 고체 상태의 전환 가능한 자석으로 움직이는 부품이 없으며, 무한히 많은 폼 팩터에 넣을 수 있다.특허번호: 10984936
두 품종의 최상의 특성을 결합하여 다음과 같은 원하는 자기장을 제공한다.

  • 매우 강한 그립 – 500kPa가 이미 입증(72.5psi), 이론적으로 최대 1MPa(145psi)까지 가능
  • 상태를 유지할 힘이 없고 상태를 변경할 수만 있음
  • 솔리드 스테이트, 무이동 부품
  • 간단한 명령 및 제어
  • 듀얼 모드(거리 어트랙션/표면 그립/끄기) 또는 싱글 모드(On/Off)로 사용 가능
  • 자기장이 단단히 구속되어 있으며 수동 인터페이스 너머에 유의한 자속이 생성되지 않음

EPM은 전자석의 튜닝성과 영구 자석의 안정성을 결합하여 움직이는 부품이 없는 고유하게 능력 있는 자기 래치를 생성한다.

듀얼 모드 EPM

Altius는 현재 듀얼 모드 EPM을 개발하기 위해 일하고 있다.이 EPM은 "장거리 모드"(LRM)와 "단거리 모드"(SRM)를 가질 것이다. LRM은 5 cm 거리에서 의미 있는 힘을 발휘하며, 10–20 cm에서 약간의 힘을 발휘하며, 접촉 시 그립 힘은 "발진"을 방지하기에 충분하다.SRM이 그립 압력 = 200kPA 달성 특허출원중: 20210210267

EPM 기반 제품

Altius는 EPM Technology가 포함된 많은 제품을 개발했으며 On-Orbit 서비스의 요구에 부합하는 새롭고 혁신적인 제품을 계속 개발하고 있다.

매그태그™
전력/데이터 전송 코어가 있는 MagTag™
MagTag™ 구성 가능한 센터 코어

Altius는 우주선 설계, 시공 및 서비스 분야의 새로운 패러다임을 가능하게 하는 MagTag 모듈러 인터페이스를 개발했다. 즉, EPM이 전기 및/또는 유체 연결 인터페이스가 래치된 것이다.

  • 견고함: EPM은 움직이는 부품이 없는 강력한(1kN) 자기 연결 기능 제공
  • 경량 & 로우 프로파일: <총 500g, 각 인터페이스 절반은 10 x 10 x 5cm 봉투 안에 들어갈 수 있음
  • 래칭: EPM은 고정 상태를 켜짐에서 꺼짐으로 변경하기 위해 전원(<20J)만 필요하며 활성 전원 없이 래치를 유지한다.
  • 고성능:28V에서 600W의 전송 전력 및 1Gbit/s 이상의 데이터 전송 속도를 지원하는 기본 설계
  • Lock 실행 가능: MagTags는 출시 시 여러 kg의 페이로드를 지원할 수 있을 만큼 강력함
  • 확장 가능:Pallet의 MagTags 배열은 설치를 위한 다양한 모듈과 하위 모듈을 지원할 수 있다.
자기 공구 교환기
공구 교환기 상세 설계 개요
달 및 행성 용도에 적합하도록 설계됨


Altius의 Magnetic Tool Changer는 솔리드 스테이트 전환형 EPM 자기 래치를 사용하며 로봇 엔드 이펙터 역할을 한다.로봇 쪽은 다양한 도구(로보틱 또는 전통적인 도구)를 가질 수 있는 도구 쪽에 연결된다.툴 쪽이 로봇인 경우 툴체인저는 툴에 전력과 데이터를 공급하고 유선 연결된 것처럼 사용할 수 있다.

  • 분진 내성 밀폐 설계:인터페이스의 양쪽에 있는 움직이는 전기 또는 기계 부품이 노출되지 않고 설계됨.
  • 높은 신뢰성:움직이는 부품이 없어 기존의 기계 공구 교환기에 비해 신뢰성이 크게 향상됨
  • 낮은 작동 전력: 솔리드 스테이트 전환 가능한 자석 설계는 피크 전력 소비량이 낮으며(필요하다면<5W) 자석이 켜지고 꺼질 때만 전력을 소비한다.
  • 경량/경량:복잡한 기계적 래칭 시스템의 필요성을 제거함으로써, 제안된 공구 교환기는 기존의 기계 공구 교환기보다 극적으로 가벼울 수 있다.
  • 엄격한 도달 범위:소형 EPM 공구 교환기는 샘플링 공구 또는 센서를 TURRET 또는 기계 공구 교환기 설계로 가능한 것보다 훨씬 엄격한 기하학적 영역에 삽입할 수 있다.
  • 전력 및 데이터 전송:툴 체인저는 무선 전력(귀납)과 100와트 이하, 최대 870 Mbit/s 이하의 데이터 전송이 가능하다.데이터는 키사 기술을 사용하여 전송된다.
공간 내 도킹 & 조립체
ESCHER(예)
ESCHER 인터페이스 셸 및 전체 구조

Altius는 NASA의 모듈형 위성과 우주 설비의 ISA(In-Space Assembly, In-Space Assembly, ISA) 이니셔티브를 위한 실험 군집 건설 하드웨어 EPM 기반 로보틱 인터페이스(ESCHER)를 개발하기 위해 NASA의 SBIR에 의해 선정되었다.

NASA 응용 프로그램

  • 모듈식 인공위성 및 우주시설의 ISA(In Space Assembly, 공간 조립체)
  • 협력적 행성 탐사를 위한 다중 로봇 임무를 가능하게 하는 신속한 조립/조립 구조
  • 무리지어 조립 가능한 궤도 및 행성 구조를 위한 범용 인터페이스

지상파 어플리케이션

  • 호스팅 및 교체 가능한 페이로드를 위한 페이로드 빠른 스왑 인터페이스
  • 도킹, 재충전 및 페이로드 조작을 위한 UAV 인터페이스.
  • 가혹한 원격 환경에서의 로봇 조립/분체 지상 구조를 위한 범용 인터페이스
크라이오 커플러
Cryo.png
크라이오 커플러 v2

공간정격 추진제 이송밸브(PTV)

Altius의 활성 조립체 PTV 작동 렌더링

알티우스는 유체나 기체의 전달을 위한 전기전자 구동 추진제 이송 밸브를 개발했다.내구성 유체 커플링을 위한 쌍으로 구성된 능동 및 수동 조립체 포함.

  • 활성 조립체 질량: <1.2 kg
  • 패시브 어셈블리 질량: <0.3 kg
  • MAWP: 725PSI
  • 총 스트로크: 1.75"
  • 기계적 정렬 오류 및 열 구배 내구성

참조

  1. ^ a b Wall, Mike (4 August 2011). "Satellite Grappler Snags Top Space Business Prize". Business News Daily. Archived from the original on 30 July 2012. Retrieved 12 June 2012.
  2. ^ Foust, Jeff (16 August 2011). "The evolving ecosystem of NewSpace". The Space Review. Retrieved 15 August 2011. Since the term came into vogue about five years ago, supplanting the geekier “alt.space” moniker, it’s been most commonly associated with entrepreneurial ventures developing suborbital and orbital vehicles. ... While an exact, widely-accepted definition of NewSpace still eludes the space community, it’s increasingly clear that constraining the scope of NewSpace to vehicle developers is too limiting. ... SpaceX, Virgin Galactic, and XCOR Aerospace, ... New companies are emerging that seek to develop technologies that can either enable or be enabled by low-cost access to space and thus can arguably be considered part of NewSpace. [Examples include] Altius Space Machines ... Masten Space Systems ... Innovative Space Propulsion Systems ... Celestial Circuits [and] Final Frontier Design. ... NewSpace ... is a way of doing business and NewSpace is an industry doing business in a new way. ... NewSpace is an industry that’s doing business for a purpose ... a NewSpace company is a company that is built, formed, operated by, funded by, or has as part of its business plan the opening of the space frontier, and making a profit while doing so ... It is the industrial engine that will power the movement towards a more fundamental goal of space settlement.
  3. ^ http://www.universetoday.com/96371/darpa-moving-ahead-with-building-zombie-frankensatellites/
  4. ^ http://www.defensedaily.com/publications/smr/Altius-Space-Machines-NovaWurks-Awarded-DARPA-Phoenix-Contracts_18879.html
  5. ^ http://moonandback.com/2012/07/31/altius-space-machines-signs-darpa-phoenix-contract/
  6. ^ 2014년 6월 28일에 접속한 JPL과 Touch-to-Grasp Gripper 개발 계약을 따낸 Altius 우주 기계들.
  7. ^ 2014년 6월 28일에 접속한 피닉스 게코 그리퍼.
  8. ^ Altius Space Machine 2014년 6월 28일에 액세스한 Deep Space CubSats로 MIDAS Touch 표시
  9. ^ 2014년 6월 28일에 접속한 NASA의 눈, 깊은 우주로 큐브캣을 보낸다.
  10. ^ NASA, 2014년 6월 28일에 접속한 소행성 리디렉션 임무 연구를 위한 18가지 제안 선택
  11. ^ NASA.gov
  12. ^ http://www.parabolicarc.com/2015/05/12/altius-sbir/

좌표:39°55′20″N 105°06′09″W/39.9223199589016°N 105.1025781309834°W/ 39.9223199589016; -105.1025781309834