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PREcession-based drive mechanisms for high-PREcision energy-efficient POSitionining devices

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Un nuevo accionador giratorio compacto apunta a unos dispositivos de posicionamiento de mayor precisión a bordo de los satélites

Investigadores de la Unión Europea han desarrollado un nuevo accionador giratorio miniaturizado para el sector espacial. Gracias a su movimiento rápido y preciso, permitirá que los satélites aprovechen al máximo los sistemas de comunicación y los paneles solares.

Espacio icon Espacio

El coste de enviar carga útil al espacio es extremadamente alto, por lo que el mercado se ve cada vez más obligado a fomentar la innovación en lo que respecta a los equipos e instrumentos que los satélites y las naves espaciales llevan a bordo. Las tecnologías innovadoras que contribuyen a reducir el peso sin comprometer el rendimiento y la fiabilidad de sus componentes y mecanismos son muy valoradas en el sector.

Unos mecanismos satelitales con más precisión de puntería

Cada kilo de la carga del satélite cuenta. Lo mismo se aplica a los accionadores que garantizan una orientación excelente de los mecanismos satelitales. Los satélites en órbita deben estar orientados hacia sus antenas, paneles solares e instrumentos con alta precisión. Gracias a la financiación con fondos europeos del proyecto Pre2Pos, Phi Drive, una empresa de nueva creación con sede en Italia, y Arquimea, una empresa con sede en España, desarrollaron un accionador giratorio ligero, pero potente. Al ofrecer unos niveles altos de control del par motor, podría gestionar de manera eficaz los rapidísimos movimientos de los satélites. «Nuestro objetivo era desarrollar mecanismos inteligentes para aplicaciones espaciales que se basen en la piezoelectricidad. Nuestro nuevo accionador, que presenta una elevada relación par motor-masa, podría soportar grandes cargas y ofrecer unos niveles altos de precisión en los dispositivos de posicionamiento de a bordo», comenta Marco Bacciocchi, coordinador del proyecto. Para las operaciones satelitales es fundamental que los dispositivos operados por satélites tengan una orientación precisa. «Unas antenas bien alineadas mejoran el ancho de banda y permiten establecer una mejor comunicación entre los satélites o entre las estaciones terrestres y los satélites. Es más, un seguimiento adecuado de los paneles solares permite a los satélites utilizar más energía para su funcionamiento», añade Bacciocchi.

Principios de funcionamiento del nuevo accionador giratorio

El accionador de Pre2Pos funciona con electricidad y es completamente mecánico: el movimiento lineal en una dirección da lugar al giro. Convierte una señal eléctrica en un desplazamiento físico de pilas piezoeléctricas controlado con precisión para lograr un movimiento giratorio. El modelo AG-LT seleccionado es un motor resonante piezoeléctrico que utiliza una vibración híbrida longitudinal-torsional en un estátor. Cuando el estátor es presionado contra el rotor por su modo de vibración longitudinal, se produce un giro hacia la derecha debido a su vibración torsional. Antes de que cambie la dirección de giro del estátor, este se separa del rotor por compresión. El rotor sigue girando gracias a la inercia hasta que se repite el ciclo. El nuevo accionador giratorio, que no requiere aceite ni lubricante para funcionar y cumple la normativa de control de contaminación y limpieza establecida por la industria espacial. Además, no tiene sistema mecánico de frenado, por lo que se elimina el indeseado efecto rebote.

Próximos pasos

Por ahora, los investigadores trabajan para aumentar aún más el par del motor. «Pensamos que incluir una herramienta que permita ajustar automáticamente y en tiempo real la frecuencia resonante del sistema, de forma que el accionador pueda funcionar en todo momento a máximo rendimiento en cualquier condición de funcionamiento, sería un gran avance», explica Bacciocchi. «Nuestro objetivo es incluir estos accionadores giratorios en equipos y mecanismos clave utilizados en satélites y naves espaciales, donde la alta precisión, el bajo peso, la eficacia energética y los costes de fabricación bajos son extremadamente convenientes», concluye Bacciocchi. Además de las aplicaciones espaciales, la empresa ha puesto la mira en otras aplicaciones, como la automatización, la metrología, la óptica y el ámbito militar.

Palabras clave

Pre2Pos, satélite, accionador giratorio, dispositivo de posicionamiento, panel solar, par motor, aplicaciones espaciales, Phi Drive

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