NASA Adota Soprador Avançado de Alta Velocidade para Scrubber de CO₂ da ISS

Calnetix Technologies
Cerritos, CA
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O Scrubber de Dióxido de Carbono de Quatro Camas (4BCO₂) da NASA está planejado para instalação na Estação Espacial Internacional (ISS) após rigorosos testes em solo. O sistema de remoção de CO₂ de próxima geração incorpora um soprador em linha de alta velocidade e controlador duplo da Calnetix Technologies.

O conjunto do soprador inclui um soprador em linha compacto em mancais magnéticos (Momentum^™) e um controlador duplo híbrido integrado (Continuum^™) para acionar o soprador. O soprador em linha levitado magneticamente é um componente integral do sistema de remoção de CO₂ e impulsionará o fluxo de ar através de todo o sistema em um ambiente de microgravidade espacial.

O Momentum apresenta um motor de ímã permanente sobressalente; um sistema de mancais magnéticos ativos (AMB) de cinco eixos localizado centralmente; mancais de reserva; e um impulsor centrífugo sobressalente em um pacote compacto. Mancais magnéticos foram usados em vez de mancais convencionais devido à sua baixa vibração transmitida, levitação de alta velocidade, baixo consumo de energia, alta confiabilidade, operação sem óleo e tolerância a contaminantes particulados no fluxo de ar.

O Continuum consiste em um controlador AMB e um controlador de motor de velocidade variável (VSD) em um único pacote compacto que suporta velocidades de até 60.000 RPM com operação livre de manutenção a longo prazo. Os AMBs foram utilizados para eliminar lubrificação e perdas de arrasto rotativo, o que foi um aspecto importante para atender aos rigorosos requisitos de desgasificação da NASA.

Para atender às necessidades da aplicação, o sistema de soprador em linha deve sobreviver a vibrações e requisitos de aceleração de lançamento, cumprir requisitos de qualidade eletromecânica e de energia sob NASA SSP 57000, ter vida útil de prateleira de 15 anos, operar 30.000 horas sem necessidade de manutenção, e operar com disponibilidade muito baixa de resfriamento condutivo e convectivo. Além disso, mancais não podem introduzir contaminantes, como lubrificantes ou graxa, no fluxo de ar. O soprador deve tolerar a ingestão de partículas, como partículas liberadas da mídia do filtro e poeira no ar da cabine, sem sofrer danos.

O principal desafio de design foi encaixar o novo soprador de mancais magnéticos no mesmo espaço do soprador de mancais de folha herdado, atualmente usado na ISS. O sistema AMB com sensores de posição e mancais de reserva teve que ser miniaturizado para caber em um espaço altamente restrito. Para criar um design compacto, o sistema de mancais foi colocado centralmente para ser usado com um impulsor centrífugo posicionado na entrada de ar e um motor de ímã permanente sobressalente no lado de saída da máquina. O ar flui através de uma passagem anular ao redor dos componentes internos.

Após o uso bem-sucedido do soprador de mancais magnéticos na ISS, mancais magnéticos também poderiam ser usados em outras aplicações aeroespaciais, como bombas de fluido, rodas de reação e giroscópios que desafiam tecnologias de mancais convencionais.

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