El programa de investigación e innovación Horizonte 2020 IOD confía en nuestros Mecanismos de Retención y Liberación (HDRM) de bajo impacto

EL PROYECTO

El proyecto REACT H2020 (ACTuador REprogramable de Retención y Liberación), financiado por la Comisión Europea en el marco del programa Horizonte 2020 pretende reducir la dependencia de las fuentes no europeas de la tecnología espacial esencial, como los actuadores de retención y liberación no explosivos (HDRA). El proyecto se encargó del desarrollo y una Demostración En Órbita (IOD, por sus siglas en inglés) de los HDRA con campos reprogramables de ARQUIMEA, llamados REACT, que utilizan Aleaciones de Memoria de Forma (SMA) como mecanismo de activación.

ARQUIMEA dirigió un equipo de siete socios entre los que se incluían organizaciones de investigación, importantes contratistas espaciales y desarrolladores de sistemas que actuaron de usuarios finales del REACT y validaron el actuador en distintos sistemas. El equipo del proyecto estuvo formado por: 

• ARQUIMEA, responsable de la coordinación del proyecto y del desarrollo de REACT
• Airbus Defence & Space: Validación de REACT en estructuras de lanzamiento
• SpaceTech: Calificación de REACT para la liberación y el despliegue de estructuras grandes
• Surrey Satellite Technology: Validación de REACT en aplicaciones de satélites pequeños.
• AVS: uso de REACT en la aplicación de exploraciones planetarias.
• ESR Technology: Desempeño de la tribología de REACT
• Universidad del País Vasco Desarrollo de la tecnología SMA.

 

RETOS

El proyecto tenía como objetivo desarrollar y calificar con el nivel TRL8 una familia completa de HDRA con tres tamaños distintos (5kN, 15kN y 35kN) y dos rangos de temperatura de funcionamiento (hasta +65 ºC y hasta +125 ºC). Después, los actuadores fueron validados en distintos sistemas reales, seguido de una misión de vuelo para demostrar la tecnología en órbita. De este modo, el mayor reto claramente fue cumplir con estos objetivos tan exigentes en tiempo y forma. 

Además de eso, hubo que hacer frente a muchos esfuerzos técnicos durante la implementación. El REACT iba a ser el primer actuador calificado para el espacio que utilizara SMA de alta temperatura, lo que añadió una gran complejidad al diseño y el desarrollo. Se tuvo que prestar especial atención al sistema de calentamiento y a las interfaces eléctricas, ya que el mecanismo de activación se acciona mediante un cambio de temperatura en el SMA provocado por un impulso eléctrico. La tribología del dispositivo, la lubricación, la motorización y la fiabilidad también fueron cuestiones clave a las que se tuvo que hacer frente. 

Las interfaces mecánicas y eléctricas, el tiempo de accionamiento, las dimensiones compactas, la envolvente y el accionamiento sincronizado de varios REACT también fueron relevantes para cada una de las aplicaciones del sistema abordadas en el proyecto.

Por último, la coordinación de un consorcio europeo en un proyecto tan innovador en el que no se estableció ninguna directriz formal para este nuevo tipo de desarrollo, junto al hecho de que cada entidad tiene su propia experiencia y manera de proceder, hizo necesario un gran esfuerzo comunicativo, una formación técnica y un análisis de mercado, así como el poder de persuasión para adoptar los mejores compromisos durante la implementación.

 

RESULTADOS

ARQUIMEA desarrolló y calificó tres dispositivos diferentes según su tamaño y la carga de retención: 5 kN, 15 kN y 35kN. Para cada dispositivo, existe una versión para operar en un rango de temperatura de hasta +65 ºC y otra que puede alcanzar hasta +125 ºC.

Paralelamente a la empresa REACT, los socios industriales desarrollaron sistemas reales distintos que utilizaban REACT como tecnología habilitadora. Todos los sistemas se validaron en el laboratorio en las condiciones correspondientes.

El proyecto preveía inicialmente una misión de Demostración En Órbita (IOD) que consiste en un experimento en la Estación Espacial Internacional (ISS, por sus siglas en inglés). Por último, se decidió probar la tecnología en una misión de vuelo real, en la que se utilizaron varias unidades del REACT de 5kN para la liberación de los paneles solares de un satélite de aplicaciones de telecomunicaciones (cliente confidencial). De este modo, la tecnología ha alcanzado el nivel TRL9 satisfactoriamente.

El desarrollo de un producto complejo como el REACT, basado en SMA de alta temperatura, no solo depende de su materialización (punto de equilibrio entre los HDRA pyro convencionales y sus prestaciones), sino también de una comprensión correcta de los requisitos de las diferentes aplicaciones objetivo y del mercado correspondiente. La participación de la Comisión Europea y de los socios industriales y tecnológicos clave permitió la adopción de objetivos reales y resultó fundamental para el éxito final del proyecto. 

 

REACT

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 placas 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.

Campaña de ensayos de calificación del REACT de ARQUIMEA