Mecanismos y actuadores de retención y liberación (HDRM) para el proyecto LEA (Large European Antenna)

El proyecto LEA (Gran Antena Europea) en el marco del programa Horizonte 2020 de la CE ha sido desarrollado por un consorcio de 15 organizaciones europeas de seis naciones distintas, liderado por la empresa alemana HPS, con el objetivo de mejorar la próxima generación de grandes reflectores desplegables (LDR, por sus siglas en inglés). 

En los próximos años, la demanda de estos reflectores aumentará en todo el mundo, mientras que el consorcio se propone alcanzar una cuota determinada de mercado con su LEA. Aún hoy, todos los satélites con grandes antenas autodesplegables de más de cuatro metros de diámetro dependen de recursos limitados de fuera de Europa. El mercado espacial institucional y comercial, no obstante, están creciendo y la demanda de algunas tecnologías aumenta con rapidez. Se estima que solo en Europa la demanda de antenas autodesplegables de tamaños de entre 5 y 20 metros alcanzará al menos la media docena en los próximos diez años.

El proyecto H2020 propuesto permite la combinación de las tecnologías desarrolladas con anterioridad por los miembros del consorcio y la contribución de más entidades europeas para subsanar las carencias existentes y constituir una solución firme y completa europea que reduzca la dependencia a las fuentes no europeas de las tecnologías esenciales.

El proyecto LEA incluye una tecnología que es crucial para muchas aplicaciones, como las misiones de observación específica de la Tierra, ambientales, de telecomunicaciones y de seguridad y defensa. La antena, de una precisión y rigidez ultra altas, se encuentra replegada durante el lanzamiento y, una vez en órbita, se despliega completamente con la ayuda de mecanismos de retención, liberación y despliegue.

La primera antena LEA europea estará lista para su lanzamiento en 2021.

 

EL RETO DE LA ANTENA LEA

RUAG Space Germany, miembro del consorcio y responsable de los mecanismos HDRM y de despliegue de la antena, contactó con ARQUIMEA en busca de una solución completamente europea para la parte de los mecanismos de liberación del HDRM. Tenían que utilizarse tanto para la liberación del brazo como del reflector desplegable. El uso de tuercas con campos reprogramables era la preferencia a efectos operativos, para ahorrar tiempo y costes durante las pruebas de validación a nivel de sistema.

Por último, como la plataforma de la LEA se utilizará como punto de partida para la solución tecnológica futura de la LEA, los mecanismos de liberación tenían que ser productos estándar, asequibles y contar con un plazo de producción corto.

 

LA SOLUCIÓN: ACTUADORES HDRM

ARQUIMEA propuso el uso de su rango de temperatura de funcionamiento ampliado del mecanismo de liberación REACT 15KN calificada para el espacio. Se fabricaron y entregaron un total de siete Modelos de Ingeniería (EM, por sus siglas en inglés) como parte de los HDRM instalados en el brazo y en el reflector desplegable de la antena. Como los REACT entregados eran Modelos de Ingeniería, la secuencia de la prueba de aceptación a nivel de componentes no incluyó la activación de la vibración y el vacío térmico, pero estas pruebas debían realizarse a nivel de sistema. 

 

MECANISMOS Y ACTUADORES DE RETENCIÓN Y LIBERACIÓN (HDRM)

Los dispositivos REACT de ARQUIMEA son Actuadores de Retención y Liberación de bajo impacto cuya función es sujetar con firmeza una carga útil durante su transporte o lanzamiento para después liberarla mediante activación eléctrica. El REACT pone en marcha un mecanismo de activación sobrante con dos opciones de motorización distintas basadas en Aleaciones de Memoria de Forma que cubren amplios rangos de temperatura de accionamiento y proporcionan la capacidad de reprogramación manual al usuario final. Las aplicaciones típicas de REACT incluyen los grupos de paneles solares, antenas, mástiles y brazos, reflectores, cubiertas, instrumental científico, mecanismos de cierre, grandes estructuras, pestillos de lanzamiento para cardanes, propulsores, separación de etapas, mecanismos de jaula, etc.

 

 

LOS RESULTADOS DE LOS MECANISMOS HDRM

Las pruebas de aceptación del Protomodelo de Vuelo (PFM) de la LEA concluirán a finales de 2020. El PFM calificado en el ámbito de la LEA es el desarrollo de referencia para LDR más grandes con un diámetro de 12 metros de longitud.

Con base en las pruebas realizadas hasta ahora, el REACT de ARQUIMEA demostró ser la elección adecuada como parte de los HDRM para una operación tan crítica como la liberación y el despliegue de la Gran Antena Europea.