為什么距離太陽100萬公里遠的地方卻比太陽表面的溫度還要高？迄今為止，這個看似簡單的天文學問題仍然沒有確切的答案。而能夠為我們解開這一謎團的是兩個衛(wèi)星，它們從2017年起已進入軌道運行，其偏差精度可達到微米級別。
其中，一顆衛(wèi)星用于擋住太陽，這樣另一顆衛(wèi)星就能在不受干擾的情況下觀察熱日冕。為了在衛(wèi)星表面安裝精密的測量儀器，歐洲航天局（ESA）的工程師們采用一個六足機器人。該支架由法國南法高科技公司SYMETRIE研制，并通過FAULHABER的電機進行驅(qū)動。
Symétrie公司的Breva六足機器人
在日食期間，人們可以通過肉眼在黑暗的太陽周圍看到一個光環(huán)（日冕）。它幾乎完全由電離等離子體組成，它可也延伸到太空中，最遠可以達到三個太陽的半徑，其溫度為幾百萬開爾文，非常熱，相比之下，太陽表面5778開爾文的溫度似乎顯得很冷。導致這種巨大差異的原因還需要通過精確的研究才能找到答案。
在地球上，其大部分太陽輻射都被表面的大氣層吸收，但在太空中，這一觀測遇到了技術(shù)瓶頸：必須擋住太陽表面，蓋住日冕，以避免照射過強。然而，以目前的科技水平來看，日冕靠近太陽的部分也會被隱藏。
帶內(nèi)置編碼器的無刷直流微電機
實現(xiàn)快速、可靠和精確定位
出于這個原因，歐空局計劃在2017年StarTiger項目中發(fā)射兩顆衛(wèi)星，并以非常獨特的隊形行駛，它們以彼此僅150米的距離繞地球飛行，對于每秒數(shù)公里的飛行速度，這個距離類似一根頭發(fā)的寬度，微乎其微。其中，一顆衛(wèi)星的防護罩會遮住太陽，這使得另一顆衛(wèi)星表面的測量儀器可在前所未有的程度和范圍內(nèi)觀察日冕輻射。
為了對兩顆衛(wèi)星及其所載的儀器進行最佳調(diào)整，歐空局的工程師們在法國馬賽的天體物理實驗室內(nèi)模擬了太空飛行的條件。一臺日冕儀被安裝在SYMETRIE公司制造的Breva六足機器人上，用于捕獲位于陰影中的衛(wèi)星上的日冕輻射。其每個支腳內(nèi)都安裝了一個帶內(nèi)置編碼器的無刷直流微電機。這樣，安裝在支腳上的平臺能通過伸縮腿，實現(xiàn)任意方向的自由調(diào)整。
FAULHABER驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，具有出色的動態(tài)特性和功率密度，再加上高分辨率編碼器，即使是驅(qū)動較大裝置，也能實現(xiàn)快速、可靠和精確的定位。
Faulhaber直流微電機
微驅(qū)動助力哈勃望遠鏡“繼任者”實現(xiàn)無法想象的超高精度
得益于這種自由運動的特性，歐空局的工程師可以模擬“飛行器”相互之間的位置。正如SYMETRIE總裁Olivier Lapierre解釋的那樣，六足機器人具有一系列突出特性，是未來太空任務(wù)的理想選擇：“它能以最小的公差精確實現(xiàn)所需的最小運動，同時具有非常高的剛性，可以精確維持在指定位置上。”該產(chǎn)品的另一大優(yōu)勢是具有完善的軟件系統(tǒng)，可確保各組件之間協(xié)調(diào)工作，比如它能指定任意一個虛擬平臺的轉(zhuǎn)動點，以實現(xiàn)流暢的運動。
Breva和Bora兩種型號的六足機器人應(yīng)用的儀器儀表、 光學系統(tǒng)、測試實驗室、航空航天、 測量技術(shù)、 同步加速器。
SYMETRIE六足機器人的優(yōu)異特性也已用于其他太空項目，例如在2018年取代赫赫有名的哈勃望遠鏡的James-Webb太空望遠鏡，以及用于繪制銀河地圖的GAIA項目。在這些項目中，可以使用六足機器人來安裝光學單元。
“比如，六足機器人能以亞微米的精度將反射鏡固定在所需位置。”Lapierre解釋了其典型的應(yīng)用實例。和StarTiger項目一樣，六足機器人能在這些項目中實現(xiàn)無法想象的超高精度：韋伯太空望遠鏡在理論上是能夠探測到木星的一顆衛(wèi)星上的一線微小燭光。
用戶評價：在緊湊性和質(zhì)量方面是市場上的理想產(chǎn)品
然而，用于GAIA項目的六足機器人最初并不是為天文學應(yīng)用而開發(fā)的，其最初目的是為了觀察極小的物體。它最初是用于法國Grenoble的歐洲同步輻射裝置研究所的合作項目。法國阿爾卑斯山的同步加速器可將電子加速到幾近光速，然后使其發(fā)生碰撞，并產(chǎn)生世界上最強的X射線。
其功率是醫(yī)用X射線的一萬倍，但與人的頭發(fā)一樣細。人們通過這些射線對各種樣本和材料進行研究，包括半導體晶格到活細胞內(nèi)的分子運動等。“用于ESRF的六足機器人可將定向反射鏡和樣本移到指定位置，并通過其出色的穩(wěn)定性精確始終保持原位。”O(jiān)livier Lapierre解釋道。
無論是用于觀察浩瀚的宇宙，還是分子水平的精細結(jié)構(gòu)，六足機器人都必須滿足相同的要求：最大的靈活性、最高的穩(wěn)定性和精度。當然，根據(jù)不同的應(yīng)用，可能還有其他要求。歐空局和ESRF的很多操作都是在真空或潔凈室條件下進行的，使用的設(shè)備也是如此。很多時候，操作的空間也非常狹小，這時就需要使用微型六足機器人。
針對狹小的空間，其理想的定位解決方案是更小的BORA型（同為BREVA系列）六足機器人。其支承面直徑是212毫米，高度僅為145毫米。雖然尺寸非常小，但卻能移動重達10公斤的負荷，在方向軸和旋轉(zhuǎn)軸上的分辨率分別達到0.1微米和2微弧度。
標準的更小型Bora六足機器人
“FAULHABER電機在我們的六足機器人中起著關(guān)鍵的作用，” Olivier Lapierre解釋道，“如果綜合考慮緊湊性和質(zhì)量這兩個方面，那么它是市場上最好的產(chǎn)品。”
