Concetti Chiave
Dieser Artikel präsentiert einen thermisch belastbaren Weichgreifer, der für den Einsatz bei der Bergung von Weltraumschrott in Erdnähe entwickelt wurde. Der Greifer zeichnet sich durch eine mehrschichtige Konstruktion aus, die eine hohe Flexibilität und Temperaturbeständigkeit über einen weiten Bereich von -180°C bis 220°C ermöglicht.
Sintesi
Der Artikel beschreibt die Entwicklung eines Weichgreifers, der für den Einsatz bei Weltraummissionen zur Bergung von Weltraumschrott in Erdnähe (LEO) konzipiert ist. Die Herausforderungen umfassen die extremen Temperaturbedingungen im Weltraum, die von bis zu 220°C in der Sonneneinstrahlung bis hin zu -200°C im Schatten reichen können.
Um diese Herausforderungen zu adressieren, wurde ein mehrschichtiger Greifer entwickelt, der verschiedene Materialien wie thermoplastisches Polyurethan (TPU), Silikongummi, PTFE (Teflon) und Aerogel kombiniert. Diese Materialien wurden so ausgewählt, dass sie die erforderliche Flexibilität, Strukturintegrität und Temperaturbeständigkeit über den gesamten Temperaturbereich bieten.
Die Simulationen zeigen, dass die Außentemperatur des Greifers zwischen 205°C in der Sonneneinstrahlung und -197°C im Schatten schwanken kann, während die Innentemperatur in einem sichereren Bereich zwischen 153°C und -96°C gehalten wird. Experimente mit flüssigem Stickstoff und Heißluftgebläsen bestätigten die Leistungsfähigkeit des Greifers unter extremen Temperaturbedingungen. Die Greifkraft des Servomotors verdoppelte sich bei tiefen Temperaturen und verringerte sich um bis zu 50% bei hohen Temperaturen.
Der Greifer wurde in zwei Konfigurationen getestet - mit zwei Armen für einfachere Objekte und mit vier Armen für unregelmäßig geformte Objekte. Die Ergebnisse zeigen, dass der Greifer in der Lage ist, eine Vielzahl von Weltraumschrott sicher zu erfassen und zu handhaben.
Insgesamt präsentiert dieser Artikel einen vielversprechenden Ansatz für die Entwicklung von Weichgreifern, die für den Einsatz in extremen Weltraumumgebungen geeignet sind und einen wichtigen Beitrag zur Bergung von Weltraumschrott leisten können.
Statistiche
Die Servomotorkraft erhöhte sich um bis zu 220% unter kryogenen Bedingungen und verringerte sich um nicht mehr als 50% bei hohen Temperaturen.
Citazioni
"Die Außentemperatur des Greifers kann zwischen 205°C in der Sonneneinstrahlung und -197°C im Schatten schwanken, während die Innentemperatur in einem sichereren Bereich zwischen 153°C und -96°C gehalten wird."
"Die Greifkraft des Servomotors verdoppelte sich bei tiefen Temperaturen und verringerte sich um bis zu 50% bei hohen Temperaturen."