Pasukan gabungan jurutera Amerika dan Kanada telah mengambil langkah pertama yang besar ke hadapan dengan berjaya menggunakan penyelidikan robotik baharu yang pertama seumpamanya yang dijalankan di Stesen Angkasa Antarabangsa (ISS) untuk pembaikan dan pengisian bahan bakar satelit angkasa yang mengorbit bernilai tinggi. , dan yang berpotensi untuk satu hari mendatangkan penjimatan kos berbilion dolar untuk kerajaan dan sektor angkasa komersial.
Para penyelidik gembira dari kedua-dua negara menjerit 'Ya !!!' – selepas berjaya menggunakan eksperimen Robotic Refueling Mission (RRM) – melekap di luar ISS- sebagai tempat ujian teknologi untuk menunjukkan bahawa robot kawalan jauh dalam ruang hampa boleh melaksanakan tugas kerja yang rumit yang memerlukan kawalan pergerakan yang sangat tepat. Percubaan robotik revolusioner boleh memanjangkan hayat operasi satelit yang boleh digunakan di orbit Bumi yang tidak pernah dimaksudkan untuk diusahakan.
'Selepas mendedikasikan masa profesional dan peribadi selama berbulan-bulan untuk RRM, ia adalah satu tergesa-gesa emosi yang hebat dan jaminan bagi saya untuk melihat aliran video pertama daripada alat RRM,' kata Justin Cassidy dalam temu bual mendalam eksklusif dengan Universe Today. Cassidy ialah Pengurus Perkakasan RRM di Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland.
Angkasawan Memasang percubaan Robotic Refueling Mission (RRM) semasa Spacewalk Akhir Era Ulang-alik
Pada Mac 2012, RRM dan Robot Dextre Kanada bersama-sama mencapai lonjakan asas ke hadapan dalam penyelidikan robotik di atas ISS. Spacewalker Mike Fossum menaiki lengan robot Stesen Angkasa Antarabangsa sambil menjalankan eksperimen Robotic Refueling Mission. Ini adalah laluan angkasa lepas yang dijadualkan semasa misi ulang-alik. Kredit: NASA
Dan juga pasukan RRM sudah mempunyai rancangan untuk melaksanakan lebih banyak percubaan mengikuti eksperimen bermula sejurus musim panas ini, termasuk pemindahan cecair yang sangat dinanti-nantikan untuk mensimulasikan pengisian minyak satelit sebenar yang boleh mengubah rupa aplikasi robotik di angkasa lepas – lihat butiran di bawah!
Semua operasi robotik di stesen itu dikawal dari jauh oleh pengawal penerbangan dari darat. Tujuan kawalan jauh dan robotik adalah untuk membebaskan krew manusia ISS supaya mereka boleh menjalankan aktiviti penting lain dan menjalankan eksperimen sains yang memerlukan pemikiran dan campur tangan manusia di tapak.
Dextre 'melepak' di angkasa dengan dua alatan Robotic Refueling Mission (RRM) di 'tangannya.' Modul RRM berada di latar depan. Kredit: NASA
Dalam tempoh tiga hari dari 7 hingga 9 Mac, jurutera melakukan operasi bersama antara eksperimen Misi Pengisian Bahan Bakar Robot (RRM) NASA dan 'tukang' robotik Agensi Angkasa Angkasa Kanada (CSA) - robot Dextre. Dextre secara rasmi digelar SPDM atau Special Purpose Dexterous Manipulator.
Pada hari pertama, pengendali robotik di Bumi menggerakkan 'tukang' Dextre sepanjang 12 kaki (3.7 meter) ke eksperimen RRM menggunakan lengan robotik buatan Kanada (SSRMS) stesen angkasa.
'Tangan' Dextre - secara teknikalnya dikenali sebagai 'OTCM' - kemudian menggenggam dan memeriksa tiga alat kerja satelit khusus berbeza yang ditempatkan di dalam unit RRM . Penilaian mekanikal dan elektrik yang menyeluruh terhadap Alat Penutup Keselamatan, Pemotong Wayar dan Alat Manipulasi Selimut dan Alat Pelbagai Fungsi mendapati bahawa ketiga-tiga alatan berfungsi dengan sempurna.
Percubaan RRM Wire Cutter Tool (WCT) dilengkapi dengan kamera integral dan lampu LED -
dipamerkan di Tapak Akhbar Pusat Angkasa Kennedy. Robot Dextre menggenggam WCT dengan tangannya dan berjaya memotong 2 wayar ultra nipis semasa percubaan RRM Mac 2012. Kredit: Ken Kremer
'Pasukan kami secara mekanikal melekapkan 'tangan' robot 'Dextre' Kanada pada RRM Safety Cap Tool (SCT). RRM SCT adalah unit orbit pertama yang menggunakan keupayaan video tangan Dextre OTCM,” jelas Cassidy.
“Pada permulaan operasi alat, pengawal misi secara mekanikal memacu pusat elektrik OTCM ke hadapan untuk mengawannya dengan kotak elektronik integral SCT. Apabila kuasa digunakan pada antara muka itu, pasukan kami dapat melihatnya pada TV skrin besar Goddard - video 'cahaya pertama' SCT menunjukkan tangkapan alat dalam ruang simpanan RRM (lihat foto).
Tangkapan alat Safety Cap Tool (SCT) dalam ruang simpanan RRM. Kredit NASA RRM
'Pasukan kami menjerit 'Ya!' untuk memuji kejayaan sistem kefungsian elektrik ini.”
Dextre kemudiannya menjalankan pelbagai tugas yang bertujuan untuk menguji sejauh mana pelbagai kelengkapan gas perwakilan, injap, wayar dan pengedap yang terletak di luar modul RRM boleh dimanipulasi. Ia mengeluarkan kunci pelancaran keselamatan dan memotong dua wayar kunci satelit yang sangat nipis dengan teliti - diperbuat daripada keluli - dan berukuran hanya 20 perseribu inci (0.5 milimeter) diameter.
“Acara pemotongan wayar hanya berdurasi beberapa minit. Tetapi kedua-dua tugas memotong wayar mengambil masa kira-kira 6 jam operasi robotik yang diselaraskan dan selamat. Wayar kunci telah dialihkan, dipintal dan diikat di atas tanah di antara muka Ambient Cap dan T-Valve sebelum penerbangan,” kata Cassidy.
Latihan RRM ini mewakili kali pertama robot Dextre digunakan untuk projek penyelidikan dan pembangunan teknologi di ISS, pengembangan besar keupayaannya melangkaui penyenggaraan robot di pos besar yang mengorbit.
Kapsyen Video: Misi Mengisi Minyak Robot Dextre: Hari 2. Hari kedua misi Dextre yang paling mencabar berakhir dengan jayanya pada 8 Mac 2012 apabila tukang robot menyelesaikan tiga tugas yang diberikannya. Kredit: NASA/CSA
Alat Pemotong Wayar (WCT) Pandangan Kamera Pemotongan Wayar Cap Ambien. Ihsan: Justin Cassidy kepada Universe Today. Kredit NASA RRM
Secara keseluruhannya tiga hari operasi mengambil masa kira-kira 43 jam, dan berjalan agak pantas daripada jangkaan kerana ia hampir kepada nominal seperti yang boleh dijangkakan.
'Hari 1 dan 2 berjalan kira-kira 18 jam,' kata Charles Bacon, Ketua Operasi/Jurutera Sistem RRM di NASA Goddard, kepada Universe Today. “Hari ke-3 berjalan lebih kurang 7 jam sejak kami menyelesaikan semua tugasan lebih awal. Ketiga-tiga hari itu ditetapkan selama 18 jam, dengan pasukan bekerja dalam dua syif. Jadi masanya seperti yang dijangkakan, dan sebenarnya lebih baik sedikit kerana kami selesai awal pada hari terakhir.”
Alat Pemotong Wayar (WCT) Pandangan Kamera Pemotongan Wayar T-Injap. Ihsan: Justin Cassidy kepada Universe Today. Kredit NASA RRM
'Sejak beberapa bulan lalu, pasukan kami telah menyediakan pentas untuk demonstrasi di orbit RRM,' kata Cassidy kepada saya. “Sama seperti penerbitan teater, kami mempunyai ramai jurutera di belakang tabir yang telah memberikan sokongan pembangunan dan terus menjadi sebahagian daripada operasi RRM di orbit.”
“Pada setiap peringkat RRM—daripada penyediaan, penghantaran, pemasangan dan kini operasi—saya terkejut dengan usaha besar yang telah disumbangkan oleh pelbagai pasukan untuk menjayakan RRM. Pejabat Keupayaan Servis Satelit di Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA bekerjasama dengan Pusat Angkasa Johnson, Pusat Angkasa Kennedy (KSC), Pusat Penerbangan Angkasa Marshall dan pusat kawalan Agensi Angkasa Kanada di St. Hubert, Quebec untuk menjadikan RRM satu realiti.”
'Kejayaan operasi RRM sehingga kini di Stesen Angkasa Antarabangsa (ISS) menggunakan Dextre adalah bukti kecemerlangan banyak organisasi dan rakan kongsi NASA,' jelas Cassidy.
'Tugas Penyingkiran Kelengkapan Gas' tiga hari adalah simulasi awal untuk mempraktikkan teknik yang penting untuk membetulkan satelit yang tidak berfungsi secara robotik dan mengisi minyak sebaliknya beroperasi secara nominal untuk memanjangkan jangka hayat prestasinya selama beberapa tahun.
Juruteknik berasaskan tanah menggunakan kelengkapan dan injap untuk memuatkan semua cecair penting, gas dan bahan api ke dalam tangki simpanan satelit sebelum dilancarkan dan yang kemudiannya dimeterai, dilindungi dan biasanya tidak pernah diakses lagi.
'Impak stesen angkasa sebagai tempat ujian teknologi yang berguna tidak boleh dibesar-besarkan,' kata Frank Cepollina, pengarah bersekutu Pejabat Keupayaan Servis Satelit (SSCO) di Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Md.
“Teknologi servis satelit yang baharu akan ditunjukkan dalam persekitaran angkasa sebenar dalam tempoh beberapa bulan dan bukannya tahun. Ini adalah besar. Ia mewakili kemajuan sebenar dalam kemajuan teknologi angkasa.'
Empat lagi eksperimen RRM akan datang yang ditetapkan secara tentatif untuk tahun ini akan menunjukkan keupayaan robot kawalan jauh untuk mengalihkan penghalang dan mengisi minyak tangki gas satelit kosong di angkasa sekali gus menjimatkan perkakasan mahal daripada menyertai junkyard orbit secara awal.
Masa operasi RRM pada masa hadapan boleh mencabar dan bergantung pada ketersediaan Dextre dan cabang SSRMS yang juga banyak ditempah untuk banyak operasi ISS lain yang sedang berjalan seperti pejalan kaki angkasa, aktiviti penyelenggaraan dan eksperimen sains serta berlabuh dan/atau memunggah yang stabil. aliran kapal bekalan semula kargo kritikal seperti Progress, ATV, HTV, Dragon dan Cygnus.
Fleksibiliti adalah kunci kepada semua operasi ISS. Dan walaupun kru stesen tidak terlibat dengan RRM, aktiviti mereka mungkin.
'Walaupun krew sendiri tidak bergantung pada Dextre untuk operasi mereka, ops Dextre secara tidak langsung boleh menjejaskan apa yang boleh atau tidak boleh dilakukan oleh krew,' kata Bacon kepada saya. 'Sebagai contoh, semasa operasi RRM kami, krew tidak boleh melakukan aktiviti senaman fizikal tertentu kerana pergerakan itu boleh menjejaskan pergerakan Dextre.'
Berikut ialah senarai operasi RRM yang akan datang – kekangan jadual ISS yang belum selesai:
* Mengisi Bahan Bakar (musim panas 2012) – Selepas Dextre membuka injap bahan api yang serupa dengan yang biasa digunakan pada satelit hari ini, ia akan memindahkan etanol cecair ke dalamnya melalui hos bahan api robotik yang canggih.
* Manipulasi Selimut Terma (TBD 2012)- Dextre akan berlatih memotong pita selimut haba dan melipat selimut haba untuk mendedahkan kandungan di bawahnya.
* Pembuangan Skru (Pengikat) (TBD 2012)- Dextre akan menanggalkan bolt satelit (pengikat) secara robotik.
* Pembuangan Penutup Elektrik (TBD 2012)- Dextre akan menanggalkan penutup yang biasanya menutup bekas elektrik satelit.
RRM telah dibawa ke orbit di dalam ruang kargo Space Shuttle Atlantis pada bulan Julai 2011 pada misi ulang-alik terakhir (STS-135) program ulang-alik sepanjang tiga dekad NASA dan kemudian dipasang pada platform kerja luaran pada kekuda tulang belakang ISS oleh angkasawan pejalan kaki. Projek ini adalah usaha bersama antara NASA dan CSA.
“Inilah maksud kejayaan. Dengan RRM, kami benar-benar membuka jalan untuk penerokaan robotik masa depan dan servis satelit,” kata Cassidy mengakhiri.
Mock up bersaiz penuh kotak RRM dan alat eksperimen di Tapak Akhbar KSC
Pergerakan dan manipulasi Alat Peralatan oleh robot Dextre disimulasikan oleh pengurus NASA Goddard RRM Justin Cassidy. Kredit: Ken Kremer
…….
24 Mac (Sabtu): Kuliah Percuma oleh Ken Kremer dekat Persatuan Astronomi New Jersey , Taman Negeri Voorhees , NJ pada 830 malam. Topik: Atlantis, Program Ulang-alik Akhir Amerika, RRM, Orion, SpaceX, CST-100 dan Masa Depan NASA Human & Robotic Spaceflight