maxon Story
La nueva generación de rovers lunares
CubeRover ha sido diseñado por el departamento de movilidad planetaria de Astrobotic para ofrecer un servicio asequible que permita transportar cargas y utilizar instrumentos científicos en la superficie de la Luna.
Desarrollado por Astrobotic con el apoyo del Kennedy Space Center de la NASA, el proyecto CubeRover ha sido financiado mediante los programas Tipping Point y Small Business Innovation Research (SBIR) de la NASA y pronto culminará con un rover listo para viajar a la Luna. Astrobotic ha refinado y comercializado la línea de productos CubeRover para ofrecer movilidad como servicio (MaaS, por sus siglas en inglés) y reducir las barreras para acceder a demostraciones tecnológicas e investigaciones científicas en la superficie de la Luna. El rover ha sido diseñado para ser compatible con una gran cantidad de módulos de aterrizaje lunares para maximizar su utilidad en futuras misiones a la Luna.
El CubeRover necesitaba ser compacto y ligero, soportar fluctuaciones climáticas extremas y maximizar la movilidad de los instrumentos que funcionan en el rover. Dada la importancia que Astrobotic atribuía al diseño ligero, al uso de materiales, al tamaño de las baterías y a las características del motor, CubeRover se ha convertido en el rover planetario más ligero hasta la fecha, con tan solo cuatro kilogramos. Esto reduce drásticamente los costes de los vuelos y hace que la Luna sea más accesible para un mayor número de clientes.
CubeRover está equipado con una cámara calibrada que le ayuda a orientarse a partir de puntos de referencia conocidos en la superficie de la Luna, como el módulo de aterrizaje Peregrine de Astrobotic. Estos datos de localización, utilizados por el equipo de operaciones del rover, aumentan el valor de los datos recopilados, lo que permite a los clientes tomar decisiones fundamentadas para decidir el próximo destino y añadir a los datos información de la posición local. Además, Astrobotic ha incorporado interfaces estándar industriales por todo el rover, las cuales están definidas en su «Guía del usuario de CubeRover» para simplificar el proceso de integración de cargas.
En las instalaciones de Astrobotic y en el laboratorio de mecánica granular y operaciones de regolito del Centro Espacial Kennedy se están llevando a cabo pruebas de movilidad del CubeRover en varios simuladores de regolito lunar. Estas pruebas determinan el comportamiento del rover en pendientes, grietas y a través de otras irregularidades de la superficie que pueden encontrarse durante una misión.
Según Troy Arbuckle, ingeniero mecánico a cargo y director del departamento de movilidad planetaria de Astrobotic: «Hemos creado plataformas de movilidad para numerosas aplicaciones de carga». CubeRover es básicamente un servicio de transporte compartido para cualquiera que desee realizar investigaciones en la Luna. CubeRover utiliza una metodología similar a la de CubeSats, capaz de transportar diferentes paquetes de instrumentos con un factor de forma estándar. CubeRover utiliza el método de dimensionamiento de CubeSat, que goza de reconocimiento internacional, para definir el volumen y la capacidad de carga. Un volumen de 10 cm x 10 cm x 10 cm con un peso de 1 kg se denomina unidad o «U». Actualmente, Astrobotic está desarrollando los tamaños de CubeRover 2U, 4U y 6U para atender las demandas de carga del mercado.
Las transmisiones del CubeRover utilizan cuatro motores BLDC y reductores de maxon que han sido optimizados para su uso en los entornos hostiles del espacio y de la superficie lunar. Las versiones espaciales de estos actuadores, basadas en sus equivalentes industriales de catálogo, fueron originalmente desarrolladas por el JPL como parte de la misión del rover Perseverance de Mars 2020. Después demostrar su eficacia en Marte, maxon optimizó el diseño y las técnicas de producción asociadas para aplicaciones comerciales más sensibles a los costes (en comparación con las misiones científicas a Marte).
El objetivo era mantener todas las características clave que hacían que los motores fueran resistentes a los impactos, las vibraciones, el vacío y los amplios rangos de temperatura, y eliminar al mismo tiempo las características específicas para Mars 2020. Como resultado, los motores y reductores son los primeros de un catálogo de productos adecuados para el espacio, que está en fase de planificación.
Tan importantes como el diseño son las técnicas de producción, en las que se han introducido pasos adicionales para el aseguramiento de la calidad. Además, un procedimiento ampliado de pruebas de aceptación (ATP, por sus siglas en inglés) se prueba al 100 % la capacidad de carga de cada actuador suministrado. El resultado son motores y reductores robustos, con masa optimizada y elevada densidad de potencia, adecuados para los requisitos de fiabilidad y condiciones ambientales en la aplicación.
Motores de bombas de insulina para CubeSats
Las tecnologías incorporadas en el diseño del CubeRover se basan en las tecnologías utilizadas por JPL para sus otras misiones. Esta es uno de los motivos por los que los motores eléctricos y los reductores de maxon se incluyeron en el diseño. maxon ha trabajado en múltiples proyectos de la ESA y la NASA, entre ellos el actual rover de Marte Perseverance y el helicóptero Ingenuity.
maxon también ha trabajado con Astrobotic, como cliente de lanzamiento, en un sistema motor de la clase espacial X. En esta ocasión, maxon se ha basado en diseños para aplicaciones médicas con regulación de precisión, concretamente en bombas de insulina portátiles. El mercado objetivo de estos motores es el creciente número de CubeSats y sus mecanismos asociados.
Tras superar los retos del diseño y llevar a cabo los ajustes necesarios para adaptarse a los requisitos del CubeRover, Astrobotic ha logrado aportar un valor añadido único a nuestra tecnología de los viajes espaciales. Aprovechando los desarrollos para misiones científicas espaciales para producir un diseño de bajo coste pero gran fiabilidad, están abriendo nuevos mercados comerciales con confianza. maxon tiene el placer de trabajar con Astrobotic como uno de los primeros clientes de su nueva gama comercial de productos de catálogo para el espacio y está deseando celebrar su éxito combinado en el primer vuelo en el 2022.