Et kombinert team av amerikanske og kanadiske ingeniører har tatt et stort første skritt fremover ved å lykkes med å anvende ny, førsteklasses robotikkforskning utført ombord den internasjonale romstasjonen (ISS) til eventuell reparasjon og påfylling av romverdsatellitter med høy verdi , og som har potensial til en dag å gi milliarder av dollar i kostnadsbesparelser for myndighetene og kommersielle romfartssektorer.
Hyggelige forskere fra begge nasjoner ropte "Ja !!!" - etter vellykket bruk av eksperimentet Robotic Refueling Mission (RRM) - boltet utenfor ISS - som et teknologitesteseng for å demonstrere at en fjernstyrt robot i vakuumet av rommet kan utføre delikate arbeidsoppgaver som krever ekstrem presis bevegelseskontroll. Det revolusjonerende roboteksperimentet kunne forlenge brukbar levetid for satellitter som allerede er i jordens bane som aldri en gang var ment å bli arbeidet med.
"Etter å ha viet mange måneder med profesjonell og personlig tid til RRM, var det et stort emosjonelt rush og en trygghet for meg å se den første videostrømmen fra et RRM-verktøy," sa Justin Cassidy i et eksklusivt dybdeintervju med Space Magazine. Cassidy er RRM maskinvaresjef ved NASA Goddard Spaceflight Center i Greenbelt, Maryland.
Og RRM-teamet har allerede planer om å gjennomføre enda mer ambisiøs oppfølging av eksperimenter som starter så snart denne sommeren, inkludert den svært etterlengtede overføring av væsker for å simulere en faktisk satellittpåfylling som kan omformulere robotikk-applikasjoner i verdensrommet - se detaljer nedenfor!
Alle robotoperasjonene på stasjonen ble fjernstyrt av flygeledere fra bakken. Hensikten med fjernkontroll og robotikk er å frigjøre det menneskelige mannskapet på ISS slik at de kan jobbe med andre viktige aktiviteter og gjennomføre vitenskapelige eksperimenter som krever menneskelig tanke og intervensjon på stedet.
I løpet av en tre dagers periode fra 7. til 9. mars utførte ingeniører fellesoperasjoner mellom NASAs Robotic Refueling Mission (RRM) eksperiment og Canadian Space Agency (CSA) robot "handyman" - Dextre-roboten. Dextre er offisielt kalt SPDM eller Special Purpose Dexterous Manipulator.
Den første dagen manøvrerte robotoperatører på jorden fjernt den 3,7 fots (3,7 meter) lange Dextre “altmuligmann” til RRM-eksperimentet ved bruk av romstasjonens kanadiske bygget robotarm (SSRMS).
Dextres "hånd" - teknisk kjent som "OTCM" - grep og inspiserte deretter tre forskjellige spesialiserte satellittarbeidsverktøy som er plassert inne i RRM-enheten. Omfattende mekaniske og elektriske evalueringer av Safety Cap Tool, Wire Cutter and Blanket Manipulation Tool og Multifunction Tool fant at alle tre verktøyene fungerte perfekt.
”Teamene våre låste mekanisk den kanadiske“ Dextre ”-robotens“ hånd ”på RRM Safety Cap Tool (SCT). RRM SCT er den første på baneenheten som bruker videokapasiteten til Dextre OTCM-hånden, ”forklarte Cassidy.
"I begynnelsen av verktøyoperasjoner kjørte misjonskontrollører OTCMs elektriske navle fremover for å passe den med SCTs integrerte elektronikkboks. Da strømmen ble brukt på dette grensesnittet, kunne teamet vårt se at på Goddards store TV-er - SCTs "første lys" -video viste et skudd av verktøyet i RRM-stuveplassen (se bilde).
"Teamet vårt brast ut i et rop av" Ja! " å rose denne vellykkede kassa for elektrisk funksjonelt system. ”
Dextre utførte deretter diverse oppgaver som var ment å teste hvor godt en rekke representative gassbeslag, ventiler, ledninger og tetninger plassert på utsiden av RRM-modulen kunne manipuleres. Den frigjorde sikkerhetslanseringslåser og kuttet omhyggelig to ekstremt tynne satellittlåsetråder - laget av stål - og målte bare 20 tusen centimeter i diameter.
"Kuttevirksomheten var bare minutter. Men begge trådskjæringsoppgavene tok omtrent 6 timer med koordinert, sikker robotoperasjon. Låsetråden hadde blitt ført, vridd og bundet på bakken ved grensesnittet til Ambient Cap og T-Valve før flyturen, sier Cassidy.
Denne RRM-øvelsen representerer første gang Dextre-roboten ble brukt til et teknologiforsknings- og utviklingsprosjekt på ISS, en stor utvidelse av dens evner utover de som vedlikehold av robotten av den massive bane-utposten.
Video Caption: Dextre’s Robotic Refueling Mission: Day 2. Den andre dagen av Dextre's mest krevende oppdrag pakket vellykket 8. mars 2012 da robothandmannen fullførte sine tre tildelte oppgaver. Kreditt: NASA / CSA
Til sammen tok de tre dagene av operasjonen omtrent 43 timer, og gikk noe raskere enn forventet fordi de var så nær nominelle som man kunne forvente.
"Dager 1 og 2 løp omtrent 18 timer," sa Charles Bacon, RRM Operations Lead / Systems Engineer ved NASA Goddard, til Space Magazine. “Dag 3 løp omtrent 7 timer siden vi avsluttet alle oppgavene tidlig. Hele tre dager baserte 18 timer, og teamet jobbet i to skift. Så tiden var som forventet, og faktisk litt bedre siden vi avsluttet tidlig på den siste dagen. ”
"I løpet av de siste månedene har teamet vårt satt scenen for RRM-demonstrasjoner om bane," sa Cassidy til meg. "Akkurat som en teaterproduksjon, har vi mange ingeniører bak kulissene som har gitt utviklingsstøtte og fortsetter å være en del av RRM-operasjonene.
"På hvert trinn i RRM - fra klargjøring, levering, installasjon og nå operasjoner - blir jeg overrasket over den enorme innsatsen som mange forskjellige team har bidratt til å få RRM til å skje. Satellite Servicing Capabilities Office ved NASAs Goddard Space Flight Center gikk sammen med Johnson Space Center, Kennedy Space Center (KSC), Marshall Space Flight Center og det kanadiske romfartssentralens kontrollsenter i St. Hubert, Quebec for å gjøre RRM til en realitet. ”
"Suksessen til RRM-operasjoner hittil på International Space Station (ISS) ved bruk av Dextre er et vitnesbyrd om fortreffeligheten til NASAs mange organisasjoner og partnere," forklarte Cassidy.
Den tre dagers “Gas Fittings Removal task” var en innledende simulering for å øve på teknikker som er essensielle for å fikse satellittfunksjoner som fungerer feil og påfylling av ellers nominelt opererende satellitter, for å forhåpentligvis utvide levetidene deres i flere år.
Jordbaserte teknikere bruker beslag og ventiler for å laste alle essensielle væsker, gasser og drivstoff i en satellitt lagringstank før utsetting og som deretter er forseglet, dekket og normalt aldri nås igjen.
“Virkningen av romstasjonen som et nyttig test-bed for teknologi kan ikke overdrives,” sier Frank Cepollina, assisterende direktør for Satellite Servicing Capabilities Office (SSCO) ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md.
“Ferske satellittbetjeningsteknologier vil bli demonstrert i et reelt rommiljø innen måneder i stedet for år. Dette er enormt. Det representerer reell fremgang i fremskritt av romteknologi. ”
Fire flere kommende RRM-eksperimenter som foreløpig er satt for dette året, vil demonstrere evnen til en fjernstyrt robot til å fjerne barrierer og fylle tanker med tomme satellittgassbeholdere i verdensrommet, og dermed spare dyre maskinvarer fra å gå i forkant med søppelbanen.
Tidspunktet for fremtidige RRM-operasjoner kan være utfordrende og avhenger av tilgjengeligheten til Dextre og SSRMS-armen, som også er sterkt booket for mange andre pågående ISS-operasjoner som romvandringer, vedlikeholdsaktiviteter og vitenskapelige eksperimenter samt å legge til rette og / eller laste av en jevn strøm av kritiske last leverer skip som Progress, ATV, HTV, Dragon og Cygnus.
Fleksibilitet er nøkkelen til all ISS-drift. Og selv om stasjonsmannskapet ikke er involvert i RRM, kan aktivitetene deres være.
"Mens mannskapet selv ikke er avhengig av Dextre for sine operasjoner, kan Dextre ops indirekte påvirke hva mannskapet kan eller ikke kan gjøre," sa Bacon til meg. "For eksempel, under våre RRM-operasjoner, kan ikke mannskapet utføre visse fysiske treningsaktiviteter på grunn av hvordan den bevegelsen kan påvirke Dextres bevegelse."
Her er en liste over kommende RRM-operasjoner - i påvente av ISS-tidsplanbegrensninger:
* Tanking (sommer 2012) - Etter at Dextre åpner opp en drivstoffventil som ligner de som vanligvis brukes på satellitter i dag, vil den overføre flytende etanol til den gjennom en sofistikert robotbrennstoffslange.
* Thermal Blanket Manipulation (TBD 2012) - Dextre vil øve på å skive av termisk teppetape og brette tilbake et termisk teppe for å avsløre innholdet under.
* Fjerning av skrue (festemiddel) (TBD 2012) - Dextre vil robotskrue satellittbolter (festemidler).
* Fjerning av elektrisk hette (TBD 2012) - Dextre vil fjerne dekslene som vanligvis dekker en satellittens elektriske stikkontakt.
RRM ble ført til bane i lastebukta av romfergen Atlantis i løpet av juli 2011 på det endelige skyssoppdraget (STS-135) av NASAs tre tiår lange skyttelprogram og deretter montert på en ekstern arbeidsplattform på ISS-ryggradene ved hjelp av romvandrende astronauter. Prosjektet er en felles innsats mellom NASA og CSA.
“Dette er hva suksess handler om. Med RRM baner vi virkelig veien for fremtidig robotutforskning og satellittbetjening, ”avsluttet Cassidy.
…….
24. mars (lør): Gratis forelesning av Ken Kremer ved New Jersey Astronomical Association, Voorhees State Park, NJ kl. 2030. Emne: Atlantis, End of Americas Shuttle Program, RRM, Orion, SpaceX, CST-100 og Future of NASA Human & Robotic Spaceflight
