Journal of Space Science and Technology

Journal of Space Science and Technology

Introducing the Conceptual Design Process of the Armita Lunar Rover Based on ECSS

Document Type : Technical Note

Authors
1 Assistance Professor, Faculty of Aerospace Engineering, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
2 MSc, Faculty of Aerospace Engineering, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
3 PhD Student, Faculty of Aerospace Engineering, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
Abstract
This study examines the structural design of planetary probes, introducing common configurations and methodologies. The research focuses on the system design process of the Armita lunar rover, developed for the first national probe robot competition organized by the Iran Space Research Institute. The Armita team achieved first place in the initial phase of the competition in 1401. The design process of the Armita rover adheres to the European cooperation for space standardization (ECSS) framework. Key stages of the process are briefly outlined, including the compilation and extraction of a requirements document, the development of a function-performance tree, a product tree, and the conceptual design of subsystems to meet mission objectives. According to the design results, the Armita rover has a mass of 6.9 kg and geometric dimensions of 48 × 38 × 36 cm, with a total energy consumption of 112 amp-hours. These specifications enable the rover to successfully perform its intended mission while meeting all technical, dimensional, and mass requirements.
Keywords
Subjects

Article Title Persian

ارایه روند طراحی مفهومی ماه‌نورد آرمیتا مطابق با استاندارد ECSS

Authors Persian

امیرحسین آدمی 1
زهرا پورجباری 2
محمد اژدری 2
سید علی سعادتدار 3
حانیه اسحاق نیا 3
کاظم قلی پور 2
سیدمحمد میرمحمدی 2
علیرضا آهنگرانی فراهانی 1
1 استادیار، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
2 کارشناسی ارشد، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
3 دانشجوی دکتری، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
Abstract Persian

در این تحقیق ابتدا به بررسی ساختار کاوشگرهای ارسال شده به سایر سیاره‌ها پرداخته شده و ساختارهای متداول معرفی می‌گردند. در ادامه، به ارایه روند طراحی سیستمی کاوشگر آرمیتا که برای اولین مسابقات ملی ربات کاوشگر (پژوهشگاه فضایی ایران) آماده‌سازی شده بود پرداخته خواهد شد. تیم آرمیتا موفق به کسب رتبه نخست در فاز اول مسابقه در سال 1401 گردیده است. روند طراحی کاوشگر، مبتنی بر استاندارد ECSS بوده و به‌طور مختصر ارایه می‌گردد که شامل تدوین و استخراج سند الزامات، درخت کارکرد-عملکرد، درخت محصول و نهایتا طراحی مفهومی زیرسامانه‌ها برای دستیابی به انجام ماموریت مدنظر می‌باشد. بر اساس نتایج استخراج شده، کاوشگر آرمیتا با جرم 6.9 کیلوگرم و ابعاد هندسی 48*38*36 سانتی متر با انرژی مصرفی کل 112 آمپر ساعت امکان انجام ماموریت درنظر گرفته شده را خواهد داشت و کلیه الزامات فنی، ابعادی و جرمی را به‌خوبی ارضاء می‌نماید.

Keywords Persian

کاوشگر
ماه‌نورد
طراحی سیستمی
استاندارد ECSS
درخت محصول
درخت کارکرد
طراحی مفهومی
[1] P. Berkelman et al, "Design of a Day/Night Lunar Rover," The Robotics Institute Carnegie Mellon University Pittsburgh, Pennsylvania 15213, Technical Report CMU-RI-TR-95-24, 1995.
[2] A. Vasiliev, I. Dalyaev, and E. Slyuta, "Design concept of lunar rover for the moon geological exploration," in 28th DAAAM International Symposium On Intelligent Manufacturing And AutomationAnnals, Zadar, Croatia, 2017, https://doi.org/10.2507/28th.daaam.proceedings.110. 
[3] G. Kumar, "Moon Rover design." in IEEE Conference on Control Applications (CCA). Buenos Aires, Argentina, 2016. 
[4] A. Della Torre, et al, "Amalia mission lunar rover—the conceptual design of the team italia rover, candidate for the google lunar X prize challenge," Acta Astronautica, vol. 67, no. 7-8, pp. 961-978, 2010, https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2010.05.023. 
[5] N. Britton, K. Yoshida, J. Walker, K. Nagatani, G. Taylor ,and L. Dauphin, "Lunar micro rover design for exploration through virtual reality tele-operation," in Field and Service Robotics Springer Tracts in Advanced Robotics, L. Mejias, P. Corke, and J. Roberts, Eds. vol. 105, Springer, Cham, 2015, https://doi.org/10.1007/978-3-319-07488-7_18 
[6] A.H. Adami et al "Design of engineering document," Armita Team of Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran, 1401.
[7] A. H. Adami et al "Conceptual design report of our structure and layout subsystem," Armita team of Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran, 1401.
[8] A. H. Adami et al, "Conceptual design report of electronic and hardware sub-system," Armita team of Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran 1401.
[9] S. Barraclough, K. Huston, and E. Allouis, "Thermal design for moon-next polar rover," SAE.,Technical Paper 2009-01-2461, 2009, https://doi.org/10.4271/2009-01-2461. 
[10] A. H. Adami et al "Conceptual design report of temperature control subsystem," Armita team of Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran 1401.
[11] D. Cardile, N. Viola, S. Chiesa, and A. Rougier, "Applied design methodology for lunar rover elastic wheel," Acta Astronautica, vol. 81, no. 1, pp. 1-11, 2012, https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2012.06.002. 
[12] B. Bhattarai, C. Datta, K. M. Shrilakshmi, A. S. Deeptha, and K. Nair, "Design and analysis of lunar rover wheels using finite element modelling," ECS Transactions, vol. 107, no. 1, 2022, Art. no. 3769, https://doi.org/10.1149/10701.3769ecst.
[13] A. H. Adami et al "Conceptual design report of wheel and mobility subsystem," Armita team of Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran, 1401.
[14] A. H. Adami et al "Conceptual design report of gearbox engine subsystem," Armita team of Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran, 1401.
[15] A. H. Adami et al "Conceptual design of electric power supply and distribution subsystem," Armita team of Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran, 1401.
[16] A. H. Adami et al "Statistical community report," Armita team of Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran, 1401. 

  • Receive Date 13 February 2024
  • Revise Date 07 March 2024
  • Accept Date 14 April 2024
  • First Publish Date 21 April 2024