Cinta métrica con despliegue térmico y estructura desplegable que consta de dicha cinta métrica.

Cinta desplegable que tiene una curvatura transversal llamada cinta (10) métrica que comprende un apilamiento de al menos dos capas caracterizada porque consta,

además, de una primera capa llamada capa soporte a base de material (11) compuesto que comprende una resina que no tiene memoria de forma y una capa llamada capa (12) superior a base de un polímero que presenta una temperatura de transición vítrea elevada, de manera que dicho polímero esté en un estado vítreo para mantener el elemento en la posición enrollada o replegada antes del despliegue.

Cinta métrica con despliegue térmico y estructura desplegable que consta de dicha cinta métrica

El campo de la invención es el de las estructuras desplegables que pueden, ventajosamente, utilizarse en telescopios desplegables o en cualquier otro sistema espacial o no.

Actualmente, las demandas crecientes en materia de alta resolución, tratándose tanto de la observación de la Tierra desde el Espacio como de la observación del espacio profundo (detectar objetos muy escasamente iluminados manteniendo al mismo tiempo el tiempo de exposición bajo los límites impuestos por la capacidad de estabilización) necesitan sistemas de observación espaciales cada vez mayores.

Por otra parte, las misiones de observación de la Tierra desde una órbita geoestacionaria son factibles con los beneficios asociadas (mayor estabilidad térmica, menos perturbaciones debidas a la gravedad, observación permanente por encima de una zona) pero, teniendo en cuenta la lejanía, requieren mayores superficies de apertura.

Para llevar a cabo estas misiones, deben diseñarse telescopios de tamaño muy grande y, en muchos casos, sus dimensiones exceden el volumen disponible bajo la cubierta de la lanzadera.

La realización de sistemas de este tipo genera múltiples desafíos tecnológicos, tales como el desarrollo de estructuras desplegables de grandes dimensiones y de sistemas activos que permitan corregir las indeterminaciones de posicionamiento después del despliegue.

El problema técnico considerado por la presente invención es el de la realización de elementos estructurales de los que la longitud pueda aumentar de manera autónoma una vez colocado el satélite en posición.

Ya existen diferentes conceptos de estructuras desplegables: estructuras rígidas articuladas (sistemas pantográficos, por ejemplo), sistemas que se fundan en el principio de las tensegridades (conjunto estructural en un estado de autoesfuerzo estable, constituido por un conjunto discontinuo de barras que trabajan todas en compresión, unidas a un conjunto continuo de cables que trabajan todos en tensión), barras compuestas plegables, estructuras de tipo membrana maleable, barras hlnchables pollmerlzables, aleaciones con memoria de forma, pero también barras de tipo cintas métricas.

El solicitante ya ha estudiado y probado el potencial de una estructura de telescopio basada sobre un hexápodo del que las patas están constituidas por barras de tipo cintas métricas.

No obstante, se ha mostrado, mediante una modelización y ensayos de despliegue asociados, que el despliegue de las cintas métricas es muy violento y que es difícil obtener suficiente fiabilidad para permitir el despliegue autónomo de la plataforma.

Entonces, puede considerarse realizar este despliegue ya sea por medio de motores, ya sea por medio de un mecanismo de regulación (por ejemplo un mecanismo utilizado en el despliegue de los paneles solares que se funda en la utilización de sistemas de inercia, de disipación viscosa, de cizallamiento de fluido...). En todos los casos, estas soluciones son relativamente complejas y fuentes potenciales de fallos.

Más concretamente, ya se ha propuesto para realizar estructuras autodesplegables de cintas métricas que se asocien dos materiales que constan de una resina polímera con memoria de forma que permite inmovilizar la cinta en su configuración enrollada, a continuación obligarla a que se desenrolle bajo el efecto de una elevación de temperatura y un material compuesto con revestimiento biestable. Este tipo de revestimiento permite una transición del estado enrollado al estado desenrollado y viceversa teniendo solo que superar un salto energético muy escaso. Además, siendo cada uno de los dos estados un estado estable, la cinta puede permanecer enrollada sin esfuerzo de mantenimiento.

Un ejemplo figura en "Development of a Novel, Passively Deployed Roll-Out Solar Array", presentado por D. Campbell et al en la 2006 IEEE Aerospace Conference, Big Sky, MT, 4-11 marzo 2006.

No obstante, este tipo de solución utiliza materiales sofisticados, caros y poco disponibles en cantidades importantes.

Las resinas con memoria de forma necesitan un primer estado inicial en el que es conveniente deformar el material calentándolo, a continuación inmovilizando la deformación impuesta.

En este contexto, la presente invención tiene como objeto un nuevo tipo de cinta métrica que permite superar los inconvenientes anteriormente citados.

Más concretamente, la presente invención tiene como objeto una cinta desplegable que tiene una curvatura transversal llamada cinta métrica que comprende un apilamiento de al menos dos capas caracterizada porque consta, además, de una primera capa llamada capa soporte a base de material compuesto que comprende una resina que no tiene memoria de forma y una capa llamada capa superior a base de un polímero que presenta una

temperatura de transición vitrea elevada, de manera que para mantener el elemento en la posición enrollada, o replegada, dicho polímero esté en su estado vitreo

Según una vahante de la Invención, el polímero es de tipo poIietiIentereftaIato (PET) que presenta una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 67 °C.

Según una vahante de la Invención, el polímero es de tipo pollcloruro de vlnllo que presenta una temperatura de transición vitrea comprendida entre aproximadamente 80 °C y 85 °C.

Según una vahante de la Invención, el polímero es de tipo pollmetacrllato de metilo atáctico que presenta una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 107 °C.

Según una vahante de la Invención, el material compuesto es un material estratificado de tipo fibras largas de carbono/reslna epoxl.

Según una vahante de la Invención, la capa llamada superior consta, además, de unos elementos de tipo resistencias calentadoras pegadas o serlgrafladas.

Según una vahante de la Invención, la cinta métrica comprende, además, una capa intermedia de adhesivo entre la capa de material compuesto y la capa superior de polímero.

Según una vahante de la Invención, el espesor de la capa superior de polímero está próximo a 0,5 milímetros.

El espesor de la capa soporte puede estar próximo a 0,2 milímetro y el elemento desplegable puede presentar una longitud próxima al metro y una anchura próxima a 60 milímetros.

La Invención también tiene como objeto una estructura desplegable caracterizada porque consta, además, de:

- unas cintas métricas según la Invención;

- unos medios de enrollamiento de dichas cintas métricas;

- una plataforma para desplegar mediante el desenrollamiento de las cintas métricas;

- unos medios para calentar la capa superior de polímero.

Según una variante de la invención, la estructura desplegable consta de una estructura de hexápodo que comprende seis cintas métricas.

Según una variante de la invención, la estructura consta, además, de un soporte de base y de unos medios de fijación de los medios de enrollamiento sobre dicho soporte de base.

Según una variante de la invención, la estructura desplegable consta, además, de un componente óptico posicionado sobre la plataforma.

La invención se comprenderá mejor y se mostrarán otras ventajas tras la lectura de la descripción que va a seguir, dada a título no limitativo y gracias a las figuras adjuntas entre las que:

- la figura 1 representa una sección de cinta métrica según la Invención y que presenta una curvatura transversal;

- la figura 2 representa una estructura de cinta métrica según la Invención en el transcurso de desenrollamiento;

- la figura 3 representa una variante de cinta métrica según la Invención que consta de unas resistencias integradas;

- la figura 4 ilustra la evolución de una estructura en el transcurso de despliegue que utiliza unas cintas métricas según la Invención;

- las figuras 5a a 5d ilustran los diferentes elementos de una estructura de hexápodo que utiliza unas cintas métricas según la invención que puede integrarse a bordo en una nave espacial.

La ¡dea de base de la presente invención se funda en la utilización conjunta de dos materiales para realizar una estructura llamada de cinta métrica en autoesfuerzo con despliegue accionado y regulado térmicamente.

La invención va a describirse en el marco de una cinta métrica enrollada, pero también puede plantearse en el marco de una cinta métrica replegada.

La figura 1 esquematiza la cinta 10 métrica según la Invención que consta de una capa 11 soporte y de una capa 12 superior que comprende el polímero que posee una temperatura de transición vitrea elevada.

1. Cinta desplegable que tiene una curvatura transversal llamada cinta (10) métrica que comprende un apilamiento de al menos dos capas caracterizada porque consta, además, de una primera capa llamada capa soporte a base de material (11) compuesto que comprende una resina que no tiene memoria de forma y una capa llamada capa (12) superior a base de un polímero que presenta una temperatura de transición vitrea elevada, de manera que dicho polímero esté en un estado vitreo para mantener el elemento en la posición enrollada o replegada antes del despliegue.

2. Cinta desplegable según la reivindicación 1, caracterizada porque el polímero es de tipo polietilentereftalato (PET) que presenta una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 67 °C.

3. Cinta desplegable según la reivindicación 2, caracterizada porque el polímero es de tipo policloruro de vinilo que presenta una temperatura de transición vitrea comprendida entre aproximadamente 80 °C y 85 °C.

4. Cinta desplegable según la reivindicación 2, caracterizada porque el polímero es de tipo polimetacrilato de metilo atáctico que presenta una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 107 °C.

5. Cinta desplegable según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el material compuesto es un material estratificado de tipo carbono/epoxi.

6. Cinta según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la capa llamada superior consta, además, de unos elementos (121) de tipo resistencias calentadoras pegadas o serigrafiadas.

7. Cinta desplegable según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque comprende, además, una capa intermedia de adhesivo entre la capa de material compuesto y la capa superior de polímero.

8. Cinta desplegable según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el espesor de la capa superior de polímero está próximo a 0,5 milímetros.

9. Cinta desplegable según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el espesor de la capa soporte está próximo a 0,2 milímetros.

10. Cinta desplegable según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el elemento desplegable presenta una longitud próxima al metro y una anchura próxima a 60 milímetros.

11. Estructura desplegable caracterizada porque consta, además, de:

- unas cintas (10) desplegables según una de las reivindicaciones 1 a 10;

- unos medios de enrollamientos de dichas cintas desplegables;

- una plataforma (30) para desplegar mediante el desenrollamiento de las cintas desplegables;

- unos medios (22) de desenrollamiento de las cintas desplegables.

12. Estructura desplegable según la reivindicación 11, caracterizada porque consta de una estructura de hexápodo que comprende seis cintas desplegables.

13. Estructura desplegable según una de las reivindicaciones 11 o 12, caracterizada porque consta, además, de una base (20) y de unos medios (21) de fijación de los medios de enrollamientos sobre dicha base.

14. Estructura desplegable según una de las reivindicaciones 11 o 12, caracterizada porque consta de un componente (23) óptico posicionado sobre la plataforma.