الأدوات الفعلية على الأقمار الصناعية حساسة جداً للتلوث. ويهدف هذا النشاط إلى تطوير طلاء امتصاص جزيئي يمكن تطبيقه بالقرب من الأسطح الحساسة - مثل الأجهزة البصرية - لإبقاء التلوث عند مستوى منخفض.

بعد التطوير خلال مشروع “A3Lub2” AAC2 AAC، تم بنجاح التحقق من صحة المادة الجديدة TS8591 من قبل شركة ENSINGER Sintimid (AT). بعد ذلك، تم تصنيع جميع المحامل الحرجة اللازمة للعاكس الكبير القابل للنشر (LDR). أجرت شركة AAC اختبارات مكثفة على إعداد “DYNAX” الجديد الذي يتيح الجمع بين الأحمال المسبقة المحورية والشعاعية بالإضافة إلى تغييرها في الموقع. واستطاعوا أن يخلصوا إلى نجاح اختيارهم للعاكس القابل للتغيير (LDR) لبعثة مراقبة الأرض “CIMR”.

كان الهدف الأساسي والرئيسي لهذا المشروع هو تطوير وحدة محرك لقطاع الفضاء، والتي يمكن استخدامها في العديد من التطبيقات استناداً إلى نهجها العالمي. ومن المستهدف تخفيض تكلفة محركات 66% في المحركات الفضائية وتقليل مدة التسليم من 10 أشهر النموذجية الحالية إلى أقل من 3 أشهر. وتمثل دور شركة AAC في اختيار المكونات الترايبولوجية واختبار وحدة القيادة.

يشير مصطلح “الآليات المتوافقة” إلى المكونات السائبة التي يمكن أن تحل محل المكونات الترايبولوجية مثل المحامل أو التروس: على عكس المحمل أو الترس فهي لا تحتاج إلى تزييت. باستخدام سبائك ذاكرة الشكل (SMA) يمكن توليد الحركة دون استخدام محرك كلاسيكي. من خلال مشروع 4Dprint التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، صنعت RHP (AT) آلية متوافقة (مشغل دوار) عن طريق الطباعة ثلاثية الأبعاد. تم اختبار الأداء في إطار TVAC في AAC. ولذلك، تم تكييف جهاز اختبار التروس HADES لقياس الصلابة وعزم الدوران الناتج وزاوية الخرج في TVAC.

خلال السنوات الماضية، طوّرت شركة AAC مفهومًا جديدًا هجينًا متعدد الوظائف لمستشعر بيزو/حرارة متعدد الوظائف ومفهوم مراقبة التدفق الأمامي والمعالجة ومراقبة الصحة الهيكلية للأجزاء المركبة المصنعة عن طريق ضخ الراتنج، خاصةً لتطبيقات الطيران.
يتمثل الهدف الرئيسي من “LiMoCoSS” في استخدام فكرة المفهوم المذكور أعلاه وتطوير تقنية استشعار ومراقبة للهياكل المركبة ذات الصلة بالفضاء وتقنيات التصنيع مثل اللف الرطب من خلال المراقبة الحية للهياكل المركبة أثناء التصنيع والتخزين والنقل والاستخدام.

يهدف هذا النشاط إلى تطوير نموذج تبخّر لآليات العمر الطويل بما في ذلك جميع العوامل الأكثر أهمية في البعثة التي تؤثر على إجمالي فقدان الكتلة المفقودة من مواد التشحيم. ويجري إنشاء أداة قائمة على شبكة الإنترنت لحساب سلوك التبخر لإعطاء مهندسي الفضاء الفرصة لبناء آلياتهم بدقة أكبر.

قامت وكالة الفضاء الأوروبية بتمويل مشروع بقيمة مليون يورو بقيادة شركة HPS وAAC وDLR لتطوير الجيل القادم من الأفلام متعددة الوظائف للتطبيقات الفضائية. ويركز المشروع، الذي يهدف إلى تحسين حماية الأقمار الصناعية وأدائها، على ابتكار مواد متطورة ذات ميزات مثل مقاومة الأكسيد الأحادي الأكسيد الأسيتوكس وعدم الانعكاس والقدرة على التكيف للاستخدام في العزل الحراري وأنظمة إزالة المدار وتقنيات التخفي.

يوفر استخدام محركات بيزو الخطية مزايا جذابة (مثل نسبة عزم الدوران المتميزة مقابل الكتلة، وعدم إمكانية الرجوع إلى الوراء واستقرار الوضع عند عدم التشغيل). لن تحتاج المشغلات القائمة على الاحتكاك إلى أي طاقة أثناء أوقات الثبات. ومع ذلك، فإن العيب الرئيسي لهذه الضرورة هو الاحتكاك المستقر والتآكل المنخفض، وفي إطار مشروع وكالة الفضاء الأوروبية كانت AAC مسؤولة عن التحقق من صحة معامل الاحتكاك بطريقة تمثيلية لحركة انزلاق العصا لمحركات بيزو هذه. وبعد النتائج غير الواعدة، تمكنت شركة AAC ضمن مشروع FFG “الاحتكاك إلى الحركة” من تطوير طلاء جديد يوفر احتكاكًا متوسطًا ومستقرًا في الهواء المحيط والفراغ العالي. 

يهدف هذا المشروع إلى تطوير منهجية محسنة ومبسطة للتنبؤ بتبخر مواد التشحيم من خلال موانع التسرب المتاهية والتي يمكن استخدامها من قبل مصممي الآليات الفضائية. هذا التنبؤ أمر بالغ الأهمية للتحقق مما إذا كانت هناك كمية كافية من مواد التشحيم في المحامل في نهاية العمر الافتراضي، وثانياً، لتقدير المخاطر المحتملة للتلوث الجزيئي للأسطح الحساسة القريبة.

بالنسبة للمحامل الكروية، تم تطوير فولاذ ذو صلابة عالية للحصول على مقاومة جيدة للتآكل وللتحمل ضد إجهادات التلامس العالية، ولكن ليس مقاومًا ضد التشقق الإجهادي التآكلي (SCC). ومع ذلك، فإن الاتجاه إلى زيادة الكفاءة وتقليل الكتلة يؤدي إلى “حلول متكاملة”، مثل الجمع بين المحمل والمبيت الذي تظهر فيه إجهادات الشد في الحلقات وتظهر مشكلة التوافق مع SCC. وقد تحقق المشروع من صحة المعالجة الحرارية التي تمكن فولاذ كرونيدور من تحمل اختبار SCC عند مستوى إجهاد 50% من Rp02 دون أي علامات للتآكل وظاهرة التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي. كما تم استخدام ترس محرك متناسق ® Harmonic Drive باستخدام محمل مولد موجي تم تشكيله من كرونيدور ومعالجته حراريًا عبر التفريغ الحراري. تم إجراء اختبار العمر الافتراضي في التفريغ الحراري لمدة 6 أشهر تقريبًا (من +90 درجة مئوية إلى -40 درجة مئوية) مما أظهر أن حلقات المحمل في حالة جيدة.

تُعد الزلاقات لبنة شائعة في بناء الأقمار الصناعية وتستخدم لنقل الإشارات الكهربائية والطاقة الكهربائية على محور دوّار. وقد تم إجراء الكثير من الأبحاث والتطوير في هذا المجال في السنوات الماضية وتبيّن أن أجهزة قياس الانزلاق الفعلية تصل إلى حدودها القصوى عندما يتعلق الأمر باختبار الانزلاقات. يتمثل الهدف من مشروع “LuST” في توسيع نطاق طريقة الاختبار الحالية لتشمل درجات الحرارة المنخفضة للتحقق مما إذا كانت المرايل المشحمة مجدية ليس فقط في درجات حرارة الغرفة ودرجات الحرارة المرتفعة ولكن أيضًا في ظروف درجات الحرارة المنخفضة أيضًا.

في عام 2019، تم الانتهاء بنجاح من مشروع ASAP في إطار التمويل الثنائي بين النمسا (FFG) وألمانيا (DLR). ويهدف المشروع إلى تعزيز عزم الدوران والعمر الافتراضي لتروس المحرك التوافقي الصلبة المشحمة (HDs). وبالتعاون مع الشركة المصنعة Harmonic Drive SE (DE) ومورد نمساوي للمعالجة الحرارية (HMW)، تم بذل جهد معقول في تحسين عملية النيترة نحو الفولاذ PH المستخدم في التروس في الفضاء. كانت المشكلة الرئيسية هي أن عمليات النترة القياسية تتسبب في تكوين ما يسمى ب “طبقات الحفر البيضاء”، والتي تكون هشة للغاية على فولاذ PH-الفولاذ. تهدف العملية الجديدة إلى تجنب تلك الطبقة وتحسين الصلابة تحت السطح فقط لتوفير دعم ميكانيكي أفضل للسطح المجهد من الناحية القبلية. تم إجراء اختبارات العمر الافتراضي النهائي على التروس ذات المحرك التوافقي ®المتجانس حديثًا بعد تشحيمها بشكل كامل باستخدام طلاء القصدير في المسننات. أمكن زيادة عمرها من أقل من 4000 دورة إلى ما يقرب من 15.000 دورة.

يهدف مشروع ASAP في إطار التمويل الثنائي بين النمسا (FFG) وألمانيا (DLR) إلى تعزيز عزم الدوران وعمر التروس ذات المحرك التوافقي الصلب المشحم (HDs). وبالتعاون مع الشركة المصنعة Harmonic Drive SE (DE) ومورد نمساوي للمعالجة الحرارية تم تطوير عملية نيترة جديدة للفولاذ الهيدروجيني المستخدم في التروس في الفضاء. تهدف العملية الجديدة إلى تجنب طبقة WE الهشة وتحسين الصلابة تحت السطح فقط. في عام 2021 في مشروع ESA-MREP “الآليات التي تعمل في درجات حرارة منخفضة” تم تجهيز ترس محرك متناسق ® Harmonic Drive بأجزاء نيتريدية جديدة. نجحت اختبارات العمر الافتراضي لأكثر من 63.000 دورة إخراج في ظل تدوير حراري دائم بين -80 درجة مئوية و -5 درجة مئوية بكفاءة عالية.

لا تزال النظارات المعدنية السائبة (BMG) نوعًا غريبًا من المواد. وهي في الواقع سبائك معدنية سريعة التبريد. التبريد السريع “يجمد” الحالة غير المتبلورة للسائل ويعيق التبلور. وقد ساعدت شركة AAC التي تعمل كمتعاقد من الباطن مع شركة RHP في توصيف المواد واختبارات التطبيق على النوابض وآليات التثبيت والتحرير (HDRM). أظهر BMG عند التلامس مع نفسه التصاقًا منخفضًا بشكل مدهش في اختبارات التثبيت التي أجريت في ظروف الإطلاق. ومن ثم، قد يصبح الزجاج المعدني السائب خيارًا جديدًا مثيرًا للاهتمام لآليات التثبيت والتحرير عالية الكثافة.

ولعدم الاعتماد على الموردين من خارج الاتحاد الأوروبي، تم تطوير مادة جديدة تعتمد على مادة PTFE من قبل شركة ENSINGER SINTIMID (AT) بمساعدة شركة AAC. ويوفر استخدامها المستهدف كأقفاص في المحامل الكروية نقل مادة التشحيم بواسطة الكرات من القفص إلى السباقات. لا يمكن تجهيز المحامل إلا بقفص مصنوع من المادة الجديدة القائمة على PTFE، والتي أظهرت في اختبارات المحامل الكروية طويلة المدى عزم دوران منخفض.

في إطار مشروع “المكابح المغناطيسية” التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، قام اتحاد شركات نمساوية بتصميم وبناء واختبار نظام كبح يمكن ربطه بمحرك وزيادة عزم دوران المحرك. هذا الجهاز - المكابح المغناطيسية - غير قابل للتلامس ولا يتآكل ويساعد على تقليل استهلاك الطاقة على الأقمار الصناعية. وتمثل دور شركة AAC في اختبار المكابح المغناطيسية في ظل ظروف الفضاء (فراغ عالٍ ساخن وبارد) والتحقق من أدائها المتوقع. انتهت حملة الاختبار بنجاح في عام 2023 وتفوق الجهاز على مواصفات وكالة الفضاء الأوروبية.

مرور 35 عاماً على “اختبار المواد” @ AAC 

تفخر شركة AAC بالإعلان عن أن عقدها الإطاري مع ESTEC بشأن توصيف المواد المعدنية (“ESA testhouse”) قد حقق في عام 2024 ذكرى مرور 35 عامًا. يمكن إنشاء أول عقد لمجموعتنا الفضائية مع وكالة الفضاء الأوروبية/إستيك في عام 1989. ومنذ ذلك الحين، نجحت شركة AAC 4 مرات في إبرام هذا العقد في منافسة مفتوحة. والهدف هو التحقق من صحة المواد والعمليات الجديدة لاستخدامها في الفضاء. ويجب أن يوفر العقد البيانات اللازمة لمهندسي الفضاء لتطبيق المواد أو العمليات الجديدة في مهامهم. ونظراً لأن التأهيل للفضاء يستغرق وقتاً طويلاً وتكلفة عالية، فإن ذلك غير ممكن عادةً في البعثات. 

استمرت الدراسات الحديثة في التحقق من مقاومة المواد الجديدة المصنوعة بواسطة التصنيع الإضافي والطباعة ثلاثية الأبعاد للمواد الجديدة المصنوعة بواسطة التصنيع الإضافي والطباعة ثلاثية الأبعاد. أحد الاختصاصات الرئيسية في هذا العقد هو “اللحام البارد” بعد أن بدأته وكالة الفضاء الأوروبية في التسعينيات. وأخيراً، اتفقت وكالة الفضاء الأوروبية مع وكالة الفضاء الأمريكية على طريقة اختبار لقياس أزواج التلامس من حيث خطورتها على اللحام البارد ونشرتها باسم “STM-279”. وفي هذه الأثناء، تم فحص العديد من الأزواج والبيانات التي تم إنشاؤها متاحة عبر قاعدة بيانات على الإنترنت. ونظراً للاحتياجات الجديدة القادمة، تم تحديث المعيار مؤخراً من قبل AAC وهو قيد المراجعة في وكالة الفضاء الأوروبية.