Et kombineret team af amerikanske og canadiske ingeniører har taget et stort første skridt fremad ved at anvende ny, førsteklasses robotteknologi, der er udført ombord på den internationale rumstation (ISS) til eventuel reparation og tankning af rumsatellitter med høj værdi, der kredser rundt , og som har potentialet til en dag at skabe milliarder af dollars i omkostningsbesparelser for regeringen og erhvervsområdesektoren.
Glade forskere fra begge nationer råbte ”Yeah !!!” - efter vellykket anvendelse af eksperimentet Robotic Refueling Mission (RRM) - boltet uden for ISS- som et teknologitesteseng for at demonstrere, at en fjernstyret robot i rumvakuumet kunne udføre delikate arbejdsopgaver, der kræver ekstrem præcis bevægelseskontrol. Det revolutionerende robotik-eksperiment kunne forlænge den anvendelige levetid for satellitter, der allerede er i Jorden, som aldrig engang var beregnet til at blive arbejdet på.
”Efter at have dedikeret mange måneders professionel og personlig tid til RRM, var det et stort følelsesladet rush og en beroligelse for mig at se den første videostrøm fra et RRM-værktøj,” sagde Justin Cassidy i en eksklusiv dybdeinterview med Space Magazine. Cassidy er RRM hardware manager ved NASA Goddard Spaceflight Center i Greenbelt, Maryland.
Og RRM-teamet har allerede planer om at gennemføre endnu mere ambitiøs opfølgning af eksperimenter, der starter så snart denne sommer, herunder den meget forventede overførsel af væsker for at simulere en faktisk satellitpåfyldning, der kan transformere robotikapplikationer i rummet - se detaljer nedenfor!
Alle robotoperationer på stationen blev fjernstyret af flyveledere fra jorden. Formålet med fjernbetjening og robotik er at frigøre den menneskelige besætning af ISS, så de kan arbejde på andre vigtige aktiviteter og gennemføre videnskabelige eksperimenter, der kræver menneskelig tænkning og indgreb på stedet.
I løbet af en tre dages periode fra 7. til 9. marts udførte ingeniører fælles operationer mellem NASAs Robotic Refueling Mission (RRM) eksperiment og det canadiske rumfartsagenturs (CSA) robot “handyman” - Dextre-robotten. Dextre er officielt døbt SPDM eller Special Purpose Dexterous Manipulator.
Den første dag manøvrerede robotoperatører på Jorden fjernt den 3,7 fod (3,7 meter) lange Dextre-“altmuligheden” til RRM-eksperimentet ved hjælp af rumstationens canadiske bygget robotarm (SSRMS).
Dextre's "hånd" - teknisk kendt som "OTCM" - greb derefter og inspicerede tre forskellige specialiserede satellitarbejdsværktøjer inde i RRM-enheden. Omfattende mekaniske og elektriske evalueringer af Safety Cap-værktøjet, Wire Cutter og tæppe-manipuleringsværktøjet og multifunktionsværktøjet fandt, at alle tre værktøjer fungerer perfekt.
”Vores team låste mekanisk den canadiske“ Dextre ”-robots” hånd ”på RRM Safety Cap Tool (SCT). RRM SCT er den første orbit-enhed, der bruger videokapaciteten i Dextre OTCM-hånden, ”forklarede Cassidy.
”I begyndelsen af værktøjsoperationer kørte missionskontrollører mekanisk OTCM's elektriske umbilikale fremad for at parre det med SCTs integrerede elektronikboks. Da strømmen blev brugt til denne grænseflade, var vores team i stand til at se, at på Goddards store tv-skærme - SCT's "første lys" -video viste et skud af værktøjet i RRM-stuvepladsen (se foto).
”Vores team brast i et råb fra” Yeah! ” at rose denne vellykkede check for elektrisk funktionelt system. ”
Dextre udførte derefter forskellige opgaver med det formål at teste, hvor godt en række repræsentative gasfittings, ventiler, ledninger og tætninger placeret på ydersiden af RRM-modulet kunne manipuleres. Den frigav sikkerhedsstartlåse og skar omhyggeligt to ekstremt tynde satellitlåsetråde - lavet af stål - og måler kun 20 tusindstimler i diameter (0,5 millimeter).
”Trådskæringshændelsen var kun få minutter i varighed. Men begge trådskæringsopgaver tog cirka 6 timers koordinerede, sikre robotoperationer. Låsetråden var blevet ført, snoet og bundet på jorden ved grænsefladen mellem omgivelseskappen og T-ventilen inden flyvning, ”sagde Cassidy.
Denne RRM-øvelse repræsenterer første gang, at Dextre-roboten blev brugt til et teknologisk forsknings- og udviklingsprojekt på ISS, en større udvidelse af dens kapaciteter ud over dem, som robotvedligeholdelse af den massive kredsende outpost.
Video caption: Dextres Robotic Refueling Mission: Day 2. Den anden dag af Dextre's mest krævende mission blev indpakket med succes den 8. marts 2012, da robothandyman afsluttede sine tre tildelte opgaver. Kredit: NASA / CSA
I alt tog de tre arbejdsdage ca. 43 timer og gik noget hurtigere end forventet, fordi de var så tæt på det nominelle, som man kunne forvente.
”Dage 1 og 2 løb cirka 18 timer,” sagde Charles Bacon, RRM Operations Lead / Systems Engineer ved NASA Goddard, til Space Magazine. ”Dag 3 løb cirka 7 timer, siden vi afsluttede alle opgaver tidligt. Alle tre dage baserede 18 timer, hvor teamet arbejdede i to skift. Så tiden var som forventet og faktisk lidt bedre, da vi sluttede tidligt på den sidste dag. ”
”I de sidste flere måneder har vores team sat scenen for RRM-demonstrationer på banen,” fortalte Cassidy mig. ”Ligesom en teaterproduktion har vi mange ingeniører bag kulisserne, der har ydet udviklingsstøtte og fortsat er en del af RRM-operationerne på banen.”
”På hvert trin i RRM - fra forberedelse, levering, installation og nu operationerne - er jeg overrasket over den enorme indsats, som mange forskellige hold har bidraget til at få RRM til at ske. Satellit servicekapacitetskontoret ved NASA's Goddard Space Flight Center samarbejdede med Johnson Space Center, Kennedy Space Center (KSC), Marshall Space Flight Center og det canadiske rumfartsstyrelses kontrolcenter i St. Hubert, Quebec for at gøre RRM til en realitet. ”
"Succesen med RRM-operationer til dato på International Space Station (ISS) ved hjælp af Dextre er et vidnesbyrd om, at NASAs mange organisationer og partnere er fremragende," forklarede Cassidy.
Den tre dage “Gas Fittings Removal task” var en indledende simulering til at øve teknikker, der er essentielle til robotisk fastgørelse af funktionssvigtige satellitter og påfyldning af ellers nominelt betjente satellitter, så de forhåbentlig forlænger deres levetid i flere år.
Jordbaserede teknikere bruger fittings og ventiler til at indlæse alle de væsentlige væsker, gasser og brændstoffer i en satellitopbevaringstank inden lanceringen, og som derefter forsegles, dækkes og normalt aldrig fås adgang igen.
”Virkningen af rumstationen som et nyttigt test-bed for teknologi kan ikke overdrives,” siger Frank Cepollina, associeret direktør for satellit servicekapacitetskontoret (SSCO) ved NASA's Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md.
”Friske satellitbetjeningsteknologier vil blive demonstreret i et ægte rummiljø inden for måneder i stedet for år. Dette er enormt. Det repræsenterer reelle fremskridt inden for fremskridt inden for rumteknologi. ”
Fire yderligere kommende RRM-eksperimenter, der foreløbigt er indstillet til dette år, vil demonstrere evnen af en fjernstyret robot til at fjerne barrierer og tanke tomme satellitgasbeholdere i rummet og derved spare dyre hardware fra for tidligt at komme sammen med den orbitale junkyard.
Tidspunktet for fremtidige RRM-operationer kan være udfordrende og afhænger af tilgængeligheden af Dextre og SSRMS-armen, som også er stærkt booket til mange andre igangværende ISS-operationer, såsom rumvandringer, vedligeholdelsesaktiviteter og videnskabseksperimenter samt tilberedning og / eller losning af en stabil strøm af kritiske fragtforsyningsskibe som Progress, ATV, HTV, Dragon og Cygnus.
Fleksibilitet er nøglen til alle ISS-operationer. Og selv om stationens besætning ikke er involveret i RRM, kan deres aktiviteter muligvis være.
”Mens besætningen selv ikke er afhængig af Dextre for deres operationer, kan Dextre ops indirekte påvirke, hvad besætningen kan eller ikke kan gøre,” fortalte Bacon mig. ”Under vores RRM-operationer kan besætningen for eksempel ikke udføre visse fysiske træningsaktiviteter på grund af, hvordan denne bevægelse kan påvirke Dextres bevægelse.”
Her er en liste over kommende RRM-operationer - i afventning af ISS-tidsplanbegrænsninger:
* Tankning (sommer 2012) - Efter at Dextre har åbnet en brændstofventil, der ligner dem, der almindeligvis bruges på satellitter i dag, overfører den flydende ethanol til den gennem en sofistikeret robotbrændstofslange.
* Termisk tæppemanipulation (TBD 2012) - Dextre vil øve på at skære termisk tæppetape og folde et termisk tæppe tilbage for at afsløre indholdet nedenunder.
* Fjernelse af skrue (fastener) (TBD 2012) - Dextre vil robotisk skrue satellitbolte (fastgørelsesmidler).
* Fjernelse af elektrisk kappe (TBD 2012) - Dextre fjerner de hætter, der typisk dækker en satellits elektriske stik.
RRM blev ført til kredsløb inde i godsbåden Space Shuttle Atlantis i juli 2011 på den endelige shuttle-mission (STS-135) af NASAs tre årti lange shuttle-program og derefter monteret på en ekstern arbejdsplatform på ISS-rygraden ved hjælp af rumvandrende astronauter. Projektet er en fælles indsats mellem NASA og CSA.
”Det er, hvad succes handler om. Med RRM baner vi virkelig vejen for fremtidig robotundersøgelse og satellitbetjening, ”konkluderede Cassidy.
…….
24. marts (lør): Gratis foredrag af Ken Kremer ved New Jersey Astronomical Association, Voorhees State Park, NJ kl. 2030. Emne: Atlantis, slutningen af Americas shuttle-program, RRM, Orion, SpaceX, CST-100 og fremtiden for NASA Human & Robotic Spaceflight
