Ruimte-instrument verwerpt stepper voor geborstelde gelijkstroommotor

Update: 9 december 2023

Ruimte-instrument verwerpt stepper voor geborstelde gelijkstroommotor

"Onderzoek naar de effecten van microzwaartekracht en straling in faciliteiten op de grond heeft technische beperkingen die de interpretatie van gegevens ingewikkelder kunnen maken", zegt projectleider en Cranfield-promovendus Aqeel Shamsul. “Experimenten tijdens de vlucht hebben echter hun eigen uitdagingen, die vaak dure lanceringsmissies met zich meebrengen. Deze factoren beperken het onderzoek naar de effecten van omgevingsruimtefactoren op biologische systemen. Dat gaan we tegen door een goedkopere manier te ontwerpen om biologisch onderzoek in de ruimte te doen.”

Het lab heeft een schijf met meerdere kamers langs de rand (zie foto) die geïsoleerde biologische monsters bevatten die kunnen worden gedraaid om naar de microfluïdische inlaat en uitlaat te kijken waardoor voedsel kan worden aangevoerd of monsters kunnen worden geëxtraheerd. Een microscoop en een spectrometer zijn andere stations rond de schijf.

Hoe de schijf te draaien was een ontwerpuitdaging, waarvoor het team zich tot componentendistributeur EMS wendde.

"We overwogen oorspronkelijk een stappenmotor voor het BAMMsat-systeem, maar EMS liet ons zien dat een geborstelde DC-motor beter zou passen bij onze koppel- en ruimtevereisten", zei Shamsul.

Volgens EMS toonden de berekeningen aan dat een 'SR'-borstelmotor met een diameter van 22 mm van Faulhaber de meeste prestaties zou halen uit het beschikbare volume en gewicht in combinatie met een planetaire overbrenging om het koppel te verhogen en een encoder voor fijne snelheidsregeling.

Er zijn 12 motorgroottes in de Faulhaber SR-familie, twee van hen 22 mm in diameter: een 24 mm lang en de andere (links) 32 mm

“Het BAMMsat-project is het resultaat van een indrukwekkende samenwerking tussen een aantal technische sectoren, waarbij expertise op het gebied van de ruimtevaart, biologische en mechanische aspecten is geïntegreerd”, aldus Dave Walsha, verkoopmanager van EMS. “We erkennen dat universitaire projecten voorop lopen technologie, en EMS probeert bij te dragen aan deze ondernemingen om de volgende generatie ingenieurs te ondersteunen.”

BAMMsat gaat niet echt de ruimte in.

In plaats daarvan gaat het in oktober naar de stratosfeer met BEXUS – Balloon Experiments for University Students – met de hulp van onder andere het Swedish National Space Agency, het German Aerospace Center en het European Space Agency.

Met de ballonmissie kunnen het BAMMsat-besturingssysteem en de payload-hardware worden getest in een omgeving die representatief is voor de ruimte.

E. coli en C. elegans zijn kandidaten voor het vliegende laboratorium - C. elegans is vooral favoriet voor het bestuderen van het effect dat lange termijn ruimtereizen op het menselijk lichaam zullen hebben, volgens EMS, omdat zowel mensen als C. elegans eukaryote organismen zijn en delen bepaalde genen en moleculaire routes. C. elegans is ook volledig gesequenced.

EMS is opgericht in 1985 en is een leverancier van kleine DC-precisiemotoren en lineaire actuatoren, die zowel producten maakt als distribueert van andere bedrijven. Het levert onder meer medische hulpmiddelen, lucht- en ruimtevaart, defensie en het leger.

De EMS-website is hier.