Flytest af en prototypedroid af MIT undergrads. Klik for at forstørre
MIT-ingeniører leverede for nylig en lille satellit til den internationale rumstation. Det er udstyret med et sæt kuldioxid-thrustere, der gør det muligt at manøvrere inde i stationen. To yderligere SPHERES (synkroniseret position hold engage re-orientere eksperimentelle satellitter) vil blive leveret til stationen i de næste par år for at teste, hvordan de kan flyve i formation.
For seks år siden viste MIT-ingeniørprofessor David Miller filmen Star Wars til sine studerende på deres første klassedag. Der er en scene, som Miller er særlig glad for, den, hvor Luke Skywalker spredes med en flydende kampdroid. Miller rejste sig og pegede: ”Jeg vil have dig til at bygge mig nogle af dem.”
Så de gjorde det. Med støtte fra forsvarsdepartementet og NASA bygget Miller's kandidater fem arbejdsdroider. Og nu er en af dem ombord på International Space Station (ISS).
”Det ser kun ud som en kampdroid,” ler Miller. Det er faktisk en lille satellit - den første af tre NASA planlægger at sende til ISS. Sammen navigerer de i rumstationens korridorer og lærer at flyve i formation.
Lille satellitter er en varm ny idé inden for rumforskning: I stedet for at lancere en stor, tung satellit for at gøre et job, hvorfor ikke lancere masser af små? De kan kredses om Jorden i tandem, og hver gør deres egen lille del af den samlede mission. Hvis en solbrænding zapper en satellit - intet problem. Resten kan lukke rækker og fortsætte. Startomkostninger reduceres også, fordi bittesmå satellitter kan løbe rundt i større nyttelast og komme næsten gratis ud i rummet.
Men der er et problem: At flyve i formation er vanskeligere end det lyder. Bed en mængde mennesker om at sammensætte en enkelt fil, så de kan finde ud af det og gøre det temmelig let. Det er ekstremt svært at få en gruppe, der kredser rundt om satellitter, til at gøre det samme.
"Antag, at du har en klynge satellitter i kredsløb," siger Miller, "og en eller to af dem mister deres plads." Måske en solopblussning midlertidigt krypterer deres nav-computere, eller en thrusterfyring fungerede ikke som forventet. Hele klyngen finder sig ude af pludsel. Rettelse af problemet kræver et komplekst sæt 3-dimensionelle justeringer, koordineret mellem alle satellitter - måske snesevis eller hundreder af dem. ”Vi er nødt til at opdele dette i trin-for-trin, konkrete instruktioner, som en computer kan forstå,” siger Miller.
Og det bringer os tilbage til ISS:
Millers udfordring for sin bachelor-ingeniørklasse tilbage i 1999 var at designe en lille, groft sfærisk robot, der kunne flyde ombord på ISS og manøvre ved hjælp af komprimerede CO2-thrustere. Projektet, kaldet SPHERES (Synchronized Position Hold Engage Re-orient Experimental Satellite), ville tjene som en testbed for at prøve eksperimentel software til at kontrollere klynger af satellitter. De robotkugler tilvejebringer en generisk platform, der består af sensorer, thrustere, kommunikation og en mikroprocessor; forskere, der arbejder på nye softwareideer, kan indlæse deres software i denne platform for at se, hvor godt disse ideer fungerer. Det er en hurtig og relativt billig måde at teste nye teorier om softwaredesign på.
Mulige applikationer inkluderer NASAs tilbagevenden til månen (se Vision for Space Exploration). En måde at opbygge et måneskib er at samle det stykke for stykke i Jorden kredsløb. ”Software designet til at styre små satellitter kunne lige så godt bruges til at manøvrere stykker af et rumskib sammen,” siger Miller.
Den første SPHERE ankom på ISS i april gemt inde i en Progress-raket. (Husk, at små satellitter gør gode vandrere.) Til sidst vil to SPHERES tilslutte sig den, en senere på året, når rumfærgen Discovery (STS-121) vender tilbage til stationen, og en anden føres til bane ved en fremtidig shuttle-mission.
Hvordan adskiller astronauter de tre sfærer fra hinanden? ”De er farvekodede,” forklarer Miller. Den ombord nu er rød; den anden vil være blå og den tredje gul.
“Rød” er allerede optaget. ”Vi har f.eks. Befalet det at gøre forskellige manøvrer-løkker og sving. Og vi har testet robotens evne til at løse problemer. ” Astronauter forsøgte at narre Rødt ved at få en af dens thrustere til at holde sig “på”. Roboten diagnosticerede fejlen, slukkede thrusteren og vendte tilbage til stationskontakt.
"Ikke dårligt for en lille droid," siger Miller. ”Jeg kan ikke vente med at se, hvad tre af dem kan gøre.”
Original kilde: NASA News Release
