¿Cómo se extienden y retraen los brazos de la ISS (y otras naves espaciales)?
SF.
En respuesta a mi pregunta anterior, OrganicMarble publicó un video:
Los auges como a través del centro de los paneles solares de la ISS son bastante comunes en el uso espacial: magnetómetros de apoyo, manteniendo los módulos alejados de la nave central, etc.
Siempre pensé que se extienden por "tijera", acción del mecanismo del pantógrafo, toda la pluma se vuelve más delgada pero más larga simultáneamente. Aparentemente, este no es el caso: en el video se puede ver que la parte aún extendida del boom permanece "inmutable", la misma estructura inmutable. Entonces, ¿qué sucede con la parte de la pluma que se introduce en el ensamblaje? ¿Desapareciendo en un agujero de gusano? ¿Ser desarmado en átomos por nanomáquinas, para ser reensamblado más tarde? ¿Cómo funciona ese mecanismo de extensión/retracción?
Respuestas (1)
Mármol Orgánico
tl; dr: cada bahía del mástil se colapsa a medida que se introduce en el cilindro.
El mástil de paneles solares de la ISS es una estructura mecánica verdaderamente ingeniosa que se puede retraer en un recipiente notablemente pequeño. Fue desarrollado por ATK y se llama mástil de armazón cuadrado articulado plegable (FAST).
Esta imagen muestra un mástil FAST sin matrices.
El mástil está compuesto por largueros de aluminio, diagonales de cable de acero inoxidable, sables rígidos de aluminio y sables de fibra de vidrio flexible.
Cada segundo anillo de listón es flexible. Por lo tanto, los listones pueden pandearse y dos celdas de la botavara pueden colapsarse.
El despliegue es impulsado por la energía de deformación de los listones pandeados y es controlado por un mecanismo de retención en el contenedor. Este mecanismo es una tuerca giratoria con cuatro ranuras helicoidales. Estas ranuras helicoidales se acoplan a los cojinetes de rodillos ubicados en las esquinas de cada sección del mástil de manera similar a como se tira de un tornillo a través de una tuerca giratoria. Se requieren dos revoluciones de la tuerca para extender completamente una bahía de mástil.
Esta imagen muestra una sección transversal del mecanismo de despliegue. Es un poco complicado, pero puede ver la tuerca en la parte superior (área gris), las secciones colapsadas de la estructura en la parte inferior y el mecanismo de tambor/cuerda/cuna que alimenta las secciones en la parte inferior de la tuerca.
Referencias
SISTEMAS ESTRUCTURALES DESPLEGABLES AVANZADOS PARA PEQUEÑOS SATÉLITES
Estabilidad estática de la estructura Fastmast de la matriz de la estación espacial
Estabilidad estática de una armadura espacial tridimensional
Notas personales
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