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 アルティウスチームの写真 | |
| 会社の種類 | プライベート |
|---|---|
| 業界 | 航空宇宙 |
| 設立 | 2010 （2010年） |
| 創設者 | ジョナサン・ゴフ |
| 本部 | 3001 Industrial Ln #5、ブルームフィールド、コロラド州、米国 |
主要人物 | パトリック・ロナー（社長兼CEO） |
Altius Space Machines は、コロラド州ブルームフィールドに拠点を置き、航空宇宙の未来を設計することに取り組んでいる Voyager Space Holdings (2020 年 1 月) の子会社です。
コア機能
- アイデア創出、概念設計、研究開発、航空ハードウェア製造
- システムおよびアーキテクチャレベルのアイデア創出と設計
- 永久磁石（EPM）
- 電気・機械・ロボットシステム
- 極低温流体システム
- 宇宙環境試験ラボ（TVAC、Vibe、HALT/HASS）
歴史
2010～2012年
2010年、アルティウス・スペース・マシーンズはSRIインターナショナルの支援を受け、 「スティッキーブーム」と呼ばれる電気接着ブーム・ランデブーシステムを発明しました。これは、火星サンプルリターン（MSR）ミッションにおける軌道上サンプルキャニスター（OSC）のランデブーと捕獲に関連するいくつかの主要な課題を解決するものです。このシステムは、以下の主要な機能を提供することで、以前に提案されたサンプルキャニスター捕獲システムを大幅に改良しています。
- 高い固有安全性 - 接触と捕捉はオービターからかなり離れた場所で発生する
- OSランデブーおよび捕捉プロセスの最後の数メートルのための電気機械式ステアリング - ランデブー推進剤の消費量を削減
- オービターとターゲット間の位置および速度の誤差に対する高い許容度 - キャプチャ操作中のオービターの精密制御の必要性を軽減します。
- 他のソリューションと比較して、質量と体積が非常に小さい
- 同じシステムで OS をキャプチャし、同じハードウェアを使用して地球帰還車両に転送することもできます。
- 信頼性の高い、非機械的な接触および近接検出のシンプルな手段を提供します。
- 低リスクのソリューション - ブームは広範な飛行経験を持つシステムに基づいており、捕捉装置は地上環境で広範囲にわたるテストを受けているほか、放物面飛行機に搭載された予備的な微小重力動的テストにも成功しています。
- CubeSat やその他の相乗りサービスを利用して LEO で低コストで短期テストを実施できるほど小型です。
2011年7月、アルティウス・スペース・マシーンズは、スペース・フロンティア財団が主催するシリコンバレーの2011年ニュースペースビジネスプランコンペティションで1位を獲得した。[ 1 ]
アルティウスは2012年7月、 DARPAフェニックスプロジェクト向けの複合伸縮式ロボットブームアームの製造契約をDARPAから獲得した。 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 同社はまた、2012年にヤモリ粘着グリッパーの開発にも着手した。これは、 JPLの「ヤモリの壁への接着能力を模倣した合成ヤモリ粘着技術」を組み込んだヤモリグリッパータッチ・トゥ・グラスプツールの開発の一環である。この研究は、アルティウスが以前に電気接着を用いた非協力的捕獲メカニズムに関する研究を活用したものだ。[ 5 ] [ 6 ]
2013年～現在
2014年、アルティウス社はキューブサット用のマグネトシェル・エアロキャプチャーおよびエアロブレーキング技術の開発に着手しました。MIDAS （多目的惑星間展開型エアロキャプチャーシステム）と呼ばれる6Uキューブサットは、火星、金星、木星の衛星エウロパなどの惑星間ミッションで使用されるように設計されます[ 7 ] [ 8 ]。
その他の研究には、「クラーケン小惑星ボルダー回収システム」があります。アルティウス社は2014年後半に、小惑星表面からボルダーを回収するためのコンセプトに基づき、把持アームと非力閉鎖グリップのプロトタイプを試験する予定です。この研究は、NASAのより広範な小惑星リダイレクトミッション（ARM）プロジェクトの一環として資金提供されており、ARMの潜在的な商業的パートナーシップの実現可能性を評価しながら、システムコンセプトと主要技術を成熟させることを目的としていました。[ 9 ]
2015年、アルティウス社は、国際宇宙ステーションの支援型フリーフライヤー（AFF）用のロボットアームとして、ロール可能な複合材STEMブームを用いてプリズマティックな伸縮自由度を提供する軽量ロボットマニピュレーターの製造契約を獲得しました。これらの低慣性STEMアーム（LISA）マニピュレーターは、従来のロボットマニピュレーターと比較してAFFと同等かそれ以上の操作能力を持ちながら、質量が軽く、慣性が低く、収納性に優れ、アクセスが困難な場所にも到達可能です。[ 10 ] [ 11 ]
製品ライン
ドッグタグ™
DogTag™は、さまざまな捕獲方法をサポートするユニバーサルグラップルフィクスチャです。：特許番号： US 2019/0241286A1
- 機械的把持
- スネアキャプチャ
- 磁気捕捉
- ヤモリの接着
- 静電接着
- 化学接着
- 銛捕獲
現在、数百機が軌道上にあり、さらに数百機がエアバス・ワンウェブ衛星の 厳格な要件を満たした宇宙飛行資格を備えた状態で打ち上げられる予定です。ワンウェブ YouTube 動画
永久磁石（EPM）
永久磁石（EPM）は、Altius Space Machines社の特許技術であり、既存の機械的または磁気的インターフェースに比べて多くの利点を提供します。EPMは、可動部品のないソリッドステートのスイッチング磁石であり、無限のフォームファクタに組み込むことができます。特許番号： 10984936 両方の種類の長所を組み合わせることで、以下の要件を満たす所望の磁場を提供します。
- 非常に強力なグリップ – すでに 500 kPa (72.5 psi) が実証されており、理論上は最大 1 MPa (145 psi) まで可能です。
- 状態を維持する力はなく、状態を変更する力のみ
- ソリッドステート、可動部品なし
- シンプルなコマンドとコントロール
- デュアルモード（距離吸引/表面グリップ/オフ）またはシングルモード（オン/オフ）で利用可能
- 磁場は厳密に制限されており、受動インターフェースを超えて大きな磁束は発生しない。
EPMは、電磁石の調整可能性と永久磁石の安定性を組み合わせることで、可動部品のない独自の磁気ラッチを生成します。
デュアルモードEPM
Altiusは現在、デュアルモードEPMの開発に取り組んでいます。このEPMは、「長距離モード」（LRM）と「短距離モード」（SRM）を備えています。LRMは5cmの距離で有効な力を、10～20cmの距離ではわずかな力を、そして接触時には「跳ね返り」を防ぐのに十分なグリップ力を発揮します。SRMは200kPAのグリップ圧力を実現します。 特許出願中：20210210267
EPMベースの製品
Altius は EPM テクノロジーを搭載した数多くの製品を開発しており、軌道上サービスのニーズを満たす新しい革新的な製品の開発を続けています。
マグタグ™
Altius は、宇宙船の設計、構築、保守に新しいパラダイムをもたらす MagTag モジュラー インターフェイス、つまりEPM ラッチ式の電気および/または流体接続インターフェイスを開発しました。
- 堅牢性: EPMは可動部品のない強力な（1 kN）磁気接続を提供します
- 軽量で薄型:合計 500g 未満、各インターフェース半分は 10 x 10 x 5 cm の封筒に収まります
- ラッチング: EPMはグリップ状態をオンからオフに変更するために電力(<20J)のみを必要とし、アクティブな電力なしでラッチを維持します。
- 高性能:ベースライン設計は、28Vで600Wの転送電力と1Gbit/s以上のデータ転送速度をサポートします。
- 打ち上げロック機能: MagTagsは打ち上げ時に数kgのペイロードを支えるのに十分な強度があります
- スケーラブル:パレット上の MagTag の配列は、さまざまなモジュールとサブモジュールのインストールをサポートできます。
磁気式ツールチェンジャー
Altiusの磁気式ツールチェンジャーは、ソリッドステート方式のスイッチング可能なEPM磁気ラッチを使用し、ロボットエンドエフェクタとして機能します。ロボット側は、様々なツール（ロボットツールまたは従来型ツール）を接続できるツール側に接続します。ツール側がロボットツールの場合、ツールチェンジャーはツールに電力とデータを供給し、まるでハードワイヤード接続されたかのようにツールを操作できます。
- 防塵密閉設計:インターフェースの両側に露出した可動電気部品や機械部品がない設計です。
- 高い信頼性:可動部品がないため、従来の機械式ツールチェンジャーに比べて信頼性が大幅に向上します。
- 低い作動電力:ソリッドステートの切り替え可能な磁石設計により、ピーク時の消費電力が低く (必要に応じて 5W 未満)、磁石がオンからオフに切り替わるときのみ電力を消費します。
- 軽量/コンパクト:複雑な機械式ラッチング システムが不要になるため、提案されたツールチェンジャーは従来の機械式ツールチェンジャーよりも大幅に軽量になります。
- 狭いリーチ範囲に対応:コンパクトな EPM ツールチェンジャーにより、タレットや機械式ツールチェンジャーの設計では不可能な、より狭い幾何学的領域にサンプリングツールやセンサーを挿入することが可能になります。
- 電力およびデータ転送：ツールチェンジャーは、100ワット超、最大870Mbpsのワイヤレス電力（誘導式）およびデータ転送に対応しています。データはKeyssaテクノロジーを使用して転送されます。
宇宙でのドッキングと組み立て
エッシャー（例）
Altius は、NASA の SBIR の下で、モジュール式衛星および宇宙施設の NASA の宇宙空間組立 (ISA)イニシアチブ向けの実験的群集構築ハードウェア EPM ベースのロボット インターフェイス (ESCHER) の開発を委託されました。
NASAアプリケーション
- モジュール式衛星および宇宙施設の宇宙組立（ISA）
- 共同惑星探査のための複数ロボットミッションを可能にする迅速な組み立て/分解構造
- 群集型軌道・惑星構造のためのユニバーサルインターフェース
地上アプリケーション
- ホスト型および交換可能なペイロード用のペイロードクイックスワップインターフェース
- ドッキング、充電、ペイロード操作用の UAV インターフェース。
- 遠隔地の過酷な環境における地上構造物のロボット組み立て/解体のためのユニバーサルインターフェース
宇宙燃料補給用極低温流体コネクタ
特徴：
- 打ち上げロケットの既存のマッチプレートバルブステムを再利用するように設計
- ソリッドステート永久磁石（EPM）を使用したゼロ嵌合力接続
- 嵌合力と吹き出し力は、リニアサーボアレイで構成される専用のドローダウン機構によって局所的に反応します。
- ドライディスコネクト用デュアルポペット
- 自動調整
仕様:
- 平均ヘリウムリーク率（50psi時）: 0.00001 cc/秒
- 100psiの耐圧試験済み
- 流量係数（水）：4.9～5.3
- 磁気ラッチは1000N（力センサーの限界）までテスト済み
- 最大ラッチ力2135 N
クライオカプラー v2
宇宙仕様推進剤移送バルブ（PTV）
Altiusは、液体またはガスの移送に用いる電気機械駆動式推進剤移送バルブを開発しました。このバルブは、耐性のある流体カップリングのためのアクティブアセンブリとパッシブアセンブリをペアにして搭載しています。
- アクティブアセンブリの質量: <1.2 kg
- パッシブアセンブリの質量: <0.3 kg
- 最大出力: 725 PSI
- 総ストローク: 1.75インチ
- 機械的なずれや温度勾配に耐性がある
参考文献
- ^ Wall, Mike (2011年8月4日). 「Satellite Grapplerが宇宙ビジネス部門でトップ賞を受賞」 . Business News Daily . 2012年7月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年6月12日閲覧。
- ^ 「DARPA、ゾンビフランケン衛星の建造を推進」 2012年7月26日。
- ^ 「Altius Space MachinesとNovaWurksがDARPA Phoenix契約を受注」 2012年8月21日。
- ^ 「DIYクラフト＆趣味：学ぶ、買い物する、探検する - 月と背中」。2021年2月5日。
- ^ Altius Space MachinesがJPLとTouch-to-Graspグリッパーの開発契約を締結、2014年6月28日アクセス。
- ^ Phoenix Gecko Gripper、2014年6月28日アクセス。
- ^ Altius Space MachinesがDeep Space CubeSatsでMIDAS Touchを展示、2014年6月28日アクセス。
- ^ NASA、CubeSatを深宇宙に送ることを検討中、2014年6月28日アクセス。
- ^ NASAが小惑星リダイレクトミッション研究のための18の提案を選択、2014年6月28日にアクセス。
- ^ NASA.gov
- ^ 「Altius Space MachinesがSBIRフェーズI賞「Parabolic Arc」に選出」 2015年5月13日。
