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GAIA. Electrónica de control del mecanismo de apuntamiento M2MM

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Unidad electrónica del mecanismo de apuntamiento M2MM del satélite Gaia Unidad electrónica del mecanismo de apuntamiento M2MM del satélite Gaia Unidad electrónica del mecanismo de apuntamiento M2MM del satélite Gaia
Unidad electrónica del mecanismo de apuntamiento M2MM del satélite Gaia
Unidad electrónica del mecanismo de apuntamiento M2MM del satélite Gaia
Unidad electrónica del mecanismo de apuntamiento M2MM del satélite Gaia
  • Cliente: ADS F / ESA
  • Fecha de inicio: 2008
  • Fecha de fin: 2013
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El M2M MDE de GAIA es una unidad eléctrica diseñada para controlar hasta diez motores paso a paso por sección MDE (principal o redundante), uno a uno, que moverán los espejos M2 de GAIA. Los mecanismos permitirán reposicionar el M2M con 5 grados de libertad.

El MDE es una unidad eléctrica diseñada para controlar hasta 10 motores paso a paso por sección (principal o redundante), alimentando un motor cada vez.

El MDE se aloja en una caja de aluminio y se divide internamente en dos secciones idénticas, designadas como principal y redundante, que trabajan con redundancia en frío. El vehículo espacial se encarga de seleccionar la sección principal o redundante.

Cada sección está formada por un convertidor CC/CC híbrido con un filtro EMI integrado y una tarjeta semirrígida.

Cada sección debe gestionar el motor con un bucle de control de intensidad. Este esquema permite reducir la potencia entregada al motor a bajas temperaturas, cuando la resistencia del motor es más baja.

Se usa un bus MIL-STD-1553 para gestionar la comunicación entre las unidades MDE y el vehículo espacial. Esta conexión debe usarse para enviar y recibir todos los telemandos y las telemetrías relacionados con el funcionamiento del motor.

Las funciones principales del MDE son:

  • Conversión de la alimentación CC/CC para proporcionar alimentaciones secundarias a la electrónica interna y a los accionamientos del actuador.
  • Recepción de la orden que se debe aplicar en los actuadores desde el bus 1553B de supervisión de la organización PLM de GAIA y la transmisión del estado al bus 1553B de PLM de GAIA.
  • Generación de señal para accionar los 10 actuadores (5 por mecanismo) conforme a la orden recibida.
  • Recepción del estado del actuador que debe transmitirse.

Se aplica el concepto de redundancia en frío, es decir, 2 dispositivos electrónicos accionan los 10 actuadores en sus interfaces principal y redundante, pero solo uno está ACTIVADO en el modo operacional. Los sistemas electrónicos principal y redundante se ubican en el interior de la electrónica del MDE.

  • Principales requisitos:
  • Radiación del entorno: La unidad está diseñada para tolerar una dosis total distribuida uniformemente de 22 krad en el interior de la caja.
  • Masa:  MDE 2,5 kg; Aparejo 1,5 kg; Mecanismo 4,95 kg.
  • Tamaño: Longitud: 130; altura: 175; anchura: 95
  • Características térmicas:
       - Rango de funcionamiento del MDE: 250 K - 313 K; rango en modo no operacional: 230 K - 313 K
       - Rango de funcionamiento de M2MM [110 K - 313 K].
       - Máx. disipación por conducción del MDE < 8 W.
       - Máx. disipación por radiación del MDE < 2 W.
       - Rango de funcionamiento del aparejo de 110 K a 313 K, y soporta un gradiente de 203 K.
       - Transferencia de aparejo en la zona criogénica < 0,0005 W en modo no operacional
  • Funcionalidad: Resolución mecánica de media micra sobre un desplazamiento de +/-275 µm con posiciones estables y alta capacidad de carga para resistir cargas de lanzamiento sin perder una posición dada en un volumen compacto.
  • Redundancia:  Dos secciones completamente redundantes en una única caja.
  • Alimentación:  Cada sección está alimentada por un convertidor de aislamiento de 10 W.
       - Bus de entrada de alimentación: +28 V
       - Consumo de potencia: 15 W (ciclo de trabajo del 100%); 12 W (ciclo de trabajo del 75%); 9 W (ciclo de trabajo del 50%).
       - Máx. disipación por conducción del MDE < 8 W.
       - Máx. disipación por radiación del MDE < 2 W.
  • Control: Cada sección cuenta con un dispositivo "inteligente" capaz de decodificar todos los telemandos recibidos a través de los canales serie, lo cual proporciona las secuencias de conmutación requeridas por los motores y la codificación de la información de estado para suministrar la telemetría serie.
  • Accionamiento de motores: El MDE principal y la sección redundante con redundancia en frío pueden gestionar diez motores bifásicos independientes (con cableados principal y redundante).
  • Fiabilidad:  La duración de la misión es de 7 años en órbita.

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