宇宙交會 - 全新對接系統

歐洲太空總署正在研發一套全新系統，目標是讓兩架太空船能更容易對接。maxon 為此專門開發了兩套特殊驅動系統。

即使在此之前已進行過無數次，但兩個太空物體對接的操作始終是棘手且具危險性的過程。原因之一是速度極高（以國際太空站來說大約 28,000 km/h），要修正位置非常困難。例如，當兩個物體即將交會時，就不能再使用機動推進器，因為所形成的排氣煙流可能會造成損壞。為了避免發生損壞，太空船運輸飛機會由一支安裝在國際太空站上的機械手臂固定住，然後以手動操控來靠泊。而另一方面，載人太空船則透過電腦控制過程直接對接。

在未來，這類的對接操作將變得更容易且安全，歐洲太空總署已委託其工業合作夥伴設計一套全新對接系統，名為 IBDM（國際靠泊和對接機構）。這套系統符合國際對接系統標準（IDSS）也就是全球各主要航空局一致認同的標準。因此，這套系統也將相容適用於國際太空站和其他大多數太空船。這個機構的首次任務將與逐夢者太空飛機（Dream Chaser）共同演出，這架太空飛機看起來是縮小版的太空梭，不久之後將開始為國際太空站補給物資。這架飛機由內華達山脈公司所開發。

吸收對接能源

IBDM 是一套無陰陽對接系統，意思是兩端接頭完全相同。組成部分包括一個硬內環（硬捕獲系統）和軟外環（軟捕獲系統），可六段式移動並具有測力感應器。首先會由外環吸收對接時產生的能量，然後建立氣密連接，並由機械鈎將兩架太空船緊緊相互固定住。

SENER 公司負責開發和安裝硬捕獲系統。這家公司目前正致立於研究開發一個鑑定模型，預計在 2020 年進行測試。「之後就必須儘快將 IBDM 用於國際太空站的補給工作」，SENER 員工 Gabriel Ybarra 表示。接下來的步驟，就是用在美國太空總署的月球太空站上，計劃將進入月球週圍軌道，用作未來載人火星任務的發射地點。

雙系統實現最高安全性

對 SENER 的工程師來說，這個計劃非常具挑戰性：「首先，我們必須完全瞭解歐洲和美國太空總署所訂立的所有標準，然後找出達到這些要求的方法。尤其在安全性這方面，因為對接機構也要處理載人飛行器。」此外，所採用的電動驅動模組必須極度可靠，同時滿足重量輕和提供足夠轉矩的條件。也因此，SENER 與驅動專家 maxon 至今已合作了多年。

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對於硬捕獲系統，maxon 開發了一顆配備兩組線圈的 EC 32 flat 盤式馬達和一組 GPX 22 UP 行星式減速機（上圖）。一共有 12 套 maxon 驅動系統負責驅動對接鈎。每套驅動系統包括兩顆無刷 EC-4pole 30 馬達和一組 GPX 42 UP 減速機（下圖）。

maxon 的工程師為 SENER 開發了兩款可以執行多種不同功能的驅動模組。第一款驅動模組是由兩顆無刷 EC-4pole 馬達和 GPX UP 減速機組成。12 個執行器為 IBDM 對接機構中的對接鈎提供動力。第二組驅動模組則結合了一顆盤式馬達和一組行星式減速機。這組驅動模組用在 11 個位置，負責處理插入式連接和固定孔以及其他輔助功能。

由於 IBDM 對接機構是一項飛行重要應用，因此需要備用驅動系統。這組備用裝置必須在即使主要驅動模組失靈的情況下也能發揮作用。通常的解決方法是使用一顆能夠在緊急情況下接手的備用馬達。這項措施用於對接鈎執行器。然而，maxon 的工程師們為其他驅動系統找到了另一個別於傳統的不同解決方案：額外採用一個定子來取代額外的馬達。因此，盤式馬達具有兩個定子和兩個線圈，分別都能夠獨立驅動轉子，確實是一個能夠保證安全性並節省空間的獨創解決方案。

Gabriel Ybarra 稱讚與 maxon 的合作：「這個團隊瞭解我們的需求，而且能夠非常迅速地修改設計。」此外，合作雙方都對機電系統具有極大的熱忱。「能夠參與整個設計、生產和測試的週期，感覺真的很好，非常有趣。當系統首次運行時，就像看著你的孩子邁出人生的第一步。」

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SENER / maxon / Sierra Nevada Corp.