Projektowanie skafandra kosmicznego przyszłości

Star Helix to brytyjska interdyscyplinarna firma badawczo-rozwojowa specjalizująca się w dostosowywaniu technologii naziemnych do zastosowań kosmicznych. Z silnym wsparciem w Wielkiej Brytanii, USA i poza nią, firma koncentruje się na systemach podtrzymywania życia, komponentach skafandrów kosmicznych, osłonach przed promieniowaniem, kontroli mikrobiologicznej i diagnostycznych urządzeniach do noszenia. Star Helix opracowuje innowacyjne technologie kosmiczne, adaptując sprawdzone rozwiązania z zakresu biotechnologii, technologii medycznych, inżynierii i zaawansowanych materiałów. Współpracuje z przemysłem, środowiskiem akademickim i sektorem publicznym, koncentrując się na bezkompromisowej niezawodności w najbardziej wymagających środowiskach rozwijającej się gospodarki kosmicznej.  

Firma Star Helix nawiązała współpracę z firmą TECHNIA w celu opracowania innowacyjnych, nadających się do druku 3D przegubów nadgarstkowych do skafandrów EVA (extravehicular activity) i IVA (intravehicular activity) nowej generacji. Wykorzystując zaawansowane technologie inżynierii projektowej i symulacji, współpraca miała na celu dostarczenie przełomowych rozwiązań do wykorzystania zarówno w eksploracji kosmosu, jak i w niebezpiecznych środowiskach na Ziemi.

„TECHNIA przyciągnęła nas niezwykłym zakresem możliwości oprogramowania, a także chęcią odkrywania nowych podejść do rozwiązywania problemów. Praca z nimi była pouczająca i jesteśmy pod wrażeniem życzliwości i doświadczenia ich pracowników. Z niecierpliwością czekamy na kontynuację naszej profesjonalnej relacji .”  

Dr Natasha Nicholson, CEO | Star Helix

Zmiana przestarzałych projektów na projektowanie tworzenie, hermetycznych połączeń skafandrów kosmicznych 

Star Helix stanął przed krytycznym wyzwaniem zrewolucjonizowania technologii skafandrów kosmicznych, która pozostawała w dużej mierze niezmieniona od lat 60. ubiegłego wieku:

• Obecne skafandry EVA wykorzystywały przestarzałe systemy stalowych pierścieni i łożysk kulkowych, które ograniczały mobilność i powodowały chroniczne wycieki (dwa litry tlenu na godzinę). 
• Potrzeba opracowania hermetycznych, strukturalnie mocnych, a jednocześnie elastycznych i lekkich przegubów nadgarstka przy użyciu innowacyjnych technik składania origami zastosowanych w materiałach do druku 3D. 
• Ograniczone wewnętrzne możliwości inżynieryjne w zakresie projektowania w celu przedstawienia nowatorskich koncepcji organom finansującym. 
• Napięty termin składania wniosków o finansowanie ESA BIC(Centrum Inkubacji Przedsiębiorczości Europejskiej Agencji Kosmicznej). 
• Wymóg dowodów ilościowych wspierających innowacyjne koncepcje projektowe zarówno dla zastosowań kosmicznych, jak i naziemnych. 

Zaawansowana symulacja i przełom w projektowaniu origami

TECHNIA dostarczyła kompleksowe usługi inżynierii projektowej i symulacji z wykorzystaniem zaawansowanego oprogramowania Dassault Systèmes:

• Szybki, dwutygodniowy harmonogram rozwoju przy użyciu platformy 3DEXPERIENCE. 
• Modelowanie geometrii w SOLIDWORKS zostało dostosowane do istniejących możliwości oprogramowania Star Helix. 
• Zaawansowana konfiguracja analizy przy użyciu SIMULIA, wykorzystująca niezawodny solver Abaqus. 
• Ilościowe porównanie trzech różnych projektów opartych na origami z modelem bazowym. 
• Współpracujący pulpit nawigacyjny na platformie 3DEXPERIENCE do płynnego udostępniania informacji. 
• Symulacje oparte na fizyce, zapewniające możliwe do wykazania dowody na potrzeby wniosków o finansowanie. 
• Profesjonalna wiedza inżynierska z wielu sektorów przemysłu.
• Inżynierowie TECHNIA kierowali pracami modelowania i symulacji, zapewniając optymalną równowagę między sztywnością strukturalną a elastycznością użytkownika. 

Zapewnienie finansowania w celu przyspieszenia innowacji w projektowaniu skafandrów kosmicznych

Partnerstwo przyniosło znaczące przełomy:

• Zidentyfikowano optymalny wzór origami, osiągając doskonałą równowagę między sztywnością a elastycznością. 
• Przyspieszyło proces rozwoju o wiele miesięcy, umożliwiając terminowe złożenie wniosku o finansowanie. 
• Dostarczono ilościowe i wizualne wyniki symulacji jako możliwe do wykazania dowody dla aplikacji ESA BIC. 
• Stworzyliśmy znacznie silniejszą ofertę finansowania popartą rygorystycznymi symulacjami opartymi na fizyce. 
• Udowodniony potencjał transferu technologii do zastosowań w niebezpiecznych środowiskach lądowych. 

Badanie korzyści płynących ze współpracy międzysektorowej

Ten prawdziwie wspólny projekt pokazał,że TECHNIA w zakresie łączenia projektowania i symulacji wnosi ekspercką wiedzę. dla wielu sektorów, dodając prawdziwą wartość poprzez świeże spojrzenie na innowacje w zakresie skafandrów kosmicznych. Rzeczywiste doświadczenie Star Helix w zakresie skafandrów EVA w połączeniu z możliwościami technicznymi TECHNIA zapewniło optymalną oferta finansowania bez straconych szans.