Η έρευνα για τον ανεφοδιασμό ρομποτικής με καύσιμα σημειώνει τεράστιο άλμα στο Διαστημικό Σταθμό
Μια συνδυασμένη ομάδα Αμερικανών και Καναδών μηχανικών έκανε ένα σημαντικό πρώτο βήμα προς τα εμπρός εφαρμόζοντας με επιτυχία νέα, πρώτης στο είδος του έρευνα ρομποτικής που διεξήχθη στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) για την τελική επισκευή και ανεφοδιασμό διαστημικών δορυφόρων υψηλής αξίας σε τροχιά. , και το οποίο έχει τη δυνατότητα να αποφέρει μια μέρα περίπου δισεκατομμύρια δολάρια σε εξοικονόμηση κόστους για τον κυβερνητικό και τον εμπορικό διαστημικό τομέα.
Οι χαρούμενοι ερευνητές και από τα δύο έθνη φώναξαν 'Ναι!!!' – μετά από επιτυχή χρήση του πειράματος Robotic Refueling Mission (RRM) – βιδωμένο έξω από το ISS – ως τεχνολογικό κρεβάτι δοκιμής για να αποδειχθεί ότι ένα τηλεκατευθυνόμενο ρομπότ στο κενό του διαστήματος θα μπορούσε να ολοκληρώσει λεπτές εργασίες που απαιτούν εξαιρετικά ακριβή έλεγχο της κίνησης. Το επαναστατικό πείραμα της ρομποτικής θα μπορούσε να επεκτείνει τη λειτουργική ζωή των δορυφόρων ήδη στην τροχιά της Γης που ποτέ δεν προοριζόταν καν να επεξεργασθούν.
«Αφού αφιέρωσα πολλούς μήνες επαγγελματικού και προσωπικού χρόνου στο RRM, ήταν μια μεγάλη συναισθηματική βιασύνη και μια διαβεβαίωση για μένα να δω την πρώτη ροή βίντεο από ένα εργαλείο RRM», είπε ο Justin Cassidy σε μια αποκλειστική συνέντευξη σε βάθος στο Universe Today. Ο Cassidy είναι Διευθυντής Υλικού RRM στο Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA στο Greenbelt του Μέριλαντ.
Αστρονάτες εγκαθιστούν πείραμα ρομποτικής αποστολής ανεφοδιασμού με καύσιμα (RRM) κατά τη διάρκεια του Τελικού Διαστημικού Περιπάτου του Shuttle Era
Τον Μάρτιο του 2012, η RRM και το ρομπότ Dextre του Καναδά πέτυχαν από κοινού θεμελιώδες άλμα προς τα εμπρός στη ρομποτική έρευνα στο ISS. Ο διαστημικός περιπατητής Mike Fossum οδηγεί στον ρομποτικό βραχίονα του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού καθώς μεταφέρει το πείραμα της αποστολής ρομποτικού ανεφοδιασμού. Αυτός ήταν ο τελευταίος προγραμματισμένος διαστημικός περίπατος κατά τη διάρκεια μιας αποστολής λεωφορείου. Πίστωση: NASA
Και το Ομάδα RRM έχει ήδη σχέδια να πραγματοποιήσει ακόμα πιο φιλόδοξη παρακολούθηση πειραμάτων που θα ξεκινήσουν το καλοκαίρι, συμπεριλαμβανομένης της πολυαναμενόμενης μεταφοράς υγρών για την προσομοίωση ενός πραγματικού δορυφορικού ανεφοδιασμού που θα μπορούσε να μεταμορφώσει τις εφαρμογές ρομποτικής στο διάστημα – δείτε λεπτομέρειες παρακάτω!
Όλες οι ρομποτικές λειτουργίες στο σταθμό ελέγχονταν εξ αποστάσεως από ελεγκτές πτήσης από το έδαφος. Ο σκοπός του τηλεχειριστηρίου και της ρομποτικής είναι να απελευθερώσει το ανθρώπινο πλήρωμα του ISS ώστε να μπορεί να εργαστεί σε άλλες σημαντικές δραστηριότητες και να διεξάγει επιστημονικά πειράματα που απαιτούν ανθρώπινη σκέψη και παρέμβαση.
Το Dextre «κολλάει» στο διάστημα με δύο εργαλεία Robotic Refueling Mission (RRM) στα «χέρια» του. Η μονάδα RRM βρίσκεται στο προσκήνιο. Πίστωση: NASA
Σε μια περίοδο τριών ημερών από τις 7 έως τις 9 Μαρτίου, οι μηχανικοί πραγματοποίησαν κοινές επιχειρήσεις μεταξύ του πειράματος της αποστολής ρομποτικού ανεφοδιασμού (RRM) της NASA και του ρομποτικού «πολυτεχνίτη» της Καναδικής Διαστημικής Υπηρεσίας (CSA) - του ρομπότ Dextre. Το Dextre ονομάζεται επίσημα SPDM ή Επιδέξιος Χειριστής Ειδικού Σκοπού.
Την πρώτη μέρα, χειριστές ρομποτικών στη Γη χειρίστηκαν εξ αποστάσεως τον «πολυτεχνίτη» Dextre μήκους 12 ποδιών (3,7 μέτρων) στο πείραμα RRM χρησιμοποιώντας τον καναδικό ρομποτικό βραχίονα (SSRMS) του διαστημικού σταθμού.
Το 'χέρι' του Dextre - τεχνικά γνωστό ως 'OTCM' - στη συνέχεια έπιασε και επιθεώρησε τρία διαφορετικά εξειδικευμένα δορυφορικά εργαλεία εργασίας που βρίσκονται μέσα στη μονάδα RRM. Ολοκληρωμένες μηχανικές και ηλεκτρικές αξιολογήσεις του Εργαλείου Ασφαλείας Καπακιού, του Εργαλείου χειρισμού συρμάτων και κουβερτών και του εργαλείου πολλαπλών λειτουργιών διαπίστωσαν ότι και τα τρία εργαλεία λειτουργούσαν τέλεια.
Το πείραμα RRM Wire Cutter Tool (WCT) είναι εξοπλισμένο με ενσωματωμένη κάμερα και φώτα LED -
εκτίθεται στο Διαστημικό Κέντρο Κένεντι Τύπου. Το ρομπότ Dextre έπιασε το WCT με τα χέρια του και έκοψε με επιτυχία 2 εξαιρετικά λεπτά σύρματα κατά τη διάρκεια των πειραμάτων RRM του Μαρτίου 2012. Πίστωση: Ken Kremer
«Οι ομάδες μας κούμπωσαν μηχανικά το «χέρι» του καναδικού ρομπότ «Dextre» στο RRM Safety Cap Tool (SCT). Το RRM SCT είναι η πρώτη μονάδα σε τροχιά που χρησιμοποιεί τη δυνατότητα βίντεο του χεριού Dextre OTCM», εξήγησε ο Cassidy.
«Στην αρχή της λειτουργίας του εργαλείου, οι ελεγκτές αποστολής οδήγησαν μηχανικά τον ηλεκτρικό ομφάλιο του OTCM για να τον συνδυάσουν με το ενσωματωμένο ηλεκτρονικό κουτί του SCT. Όταν εφαρμόστηκε η ισχύς σε αυτήν τη διεπαφή, η ομάδα μας μπόρεσε να το δει αυτό στις τηλεοράσεις με μεγάλη οθόνη του Goddard - το βίντεο 'πρώτου φωτός' του SCT έδειξε μια φωτογραφία του εργαλείου μέσα στον αποθηκευτικό χώρο του RRM (βλ. φωτογραφία).
Βολή του εργαλείου Safety Cap Tool (SCT) εντός του αποθηκευτικού χώρου RRM. Πίστωση NASA RRM
«Η ομάδα μας ξέσπασε σε μια κραυγή «Ναι!» για να επαινέσω αυτό το επιτυχημένο checkout ηλεκτρικού λειτουργικού συστήματος.'
Στη συνέχεια, η Dextre πραγματοποίησε διάφορες εργασίες με στόχο να ελέγξει πόσο καλά θα μπορούσε να χειριστεί μια ποικιλία αντιπροσωπευτικών εξαρτημάτων αερίου, βαλβίδων, καλωδίων και σφραγίδων που βρίσκονται στο εξωτερικό της μονάδας RRM. Απελευθέρωσε κλειδαριές εκτόξευσης ασφαλείας και έκοψε σχολαστικά δύο εξαιρετικά λεπτά σύρματα δορυφορικής κλειδαριάς – κατασκευασμένα από χάλυβα – και διαμέτρου μόλις 20 χιλιοστών της ίντσας (0,5 χιλιοστά).
«Η εκδήλωση κοπής καλωδίων διήρκεσε μόλις λίγα λεπτά. Αλλά και οι δύο εργασίες κοπής καλωδίων χρειάστηκαν περίπου 6 ώρες συντονισμένων, ασφαλών ρομποτικών εργασιών. Το σύρμα της κλειδαριάς είχε δρομολογηθεί, στραφεί και δεθεί στο έδαφος στη διεπαφή του Ambient Cap και της T-Valve πριν από την πτήση», είπε ο Cassidy.
Αυτή η άσκηση RRM αντιπροσωπεύει την πρώτη φορά που το ρομπότ Dextre χρησιμοποιήθηκε για ένα έργο τεχνολογικής έρευνας και ανάπτυξης στον ISS, μια σημαντική επέκταση των δυνατοτήτων του πέρα από αυτές της ρομποτικής συντήρησης του τεράστιου φυλακίου σε τροχιά.
Λεζάντα βίντεο: Dextre's Robotic Refueling Mission: Day 2. Η δεύτερη μέρα της πιο απαιτητικής αποστολής του Dextre ολοκληρώθηκε με επιτυχία στις 8 Μαρτίου 2012 καθώς ο ρομποτικός τεχνίτης ολοκλήρωσε τις τρεις εργασίες που του είχαν ανατεθεί. Πίστωση: NASA/CSA
Εργαλείο κοπής καλωδίων (WCT) Άποψη κάμερας της κοπής σύρματος με καπάκι περιβάλλοντος. Ευγενική παραχώρηση: Ο Justin Cassidy στο Universe Today. Πίστωση NASA RRM
Συνολικά, οι τρεις ημέρες των επιχειρήσεων διήρκεσαν περίπου 43 ώρες και προχώρησαν κάπως πιο γρήγορα από το αναμενόμενο, επειδή ήταν τόσο κοντά στο ονομαστικό όσο θα μπορούσε να αναμενόταν.
«Οι ημέρες 1 και 2 διήρκεσαν περίπου 18 ώρες», είπε στο Universe Today ο Τσαρλς Μπέικον, Επικεφαλής Επιχειρήσεων/Μηχανικός Συστημάτων RRM στη NASA Goddard. «Η ημέρα 3 διήρκεσε περίπου 7 ώρες από τότε που ολοκληρώσαμε όλες τις εργασίες νωρίτερα. Και οι τρεις ημέρες βασίστηκαν σε 18 ώρες, με την ομάδα να εργάζεται σε δύο βάρδιες. Οπότε ο χρόνος ήταν ο αναμενόμενος και στην πραγματικότητα λίγο καλύτερος αφού τελειώσαμε νωρίς την τελευταία μέρα».
Εργαλείο κοπής καλωδίων (WCT) Άποψη κάμερας της κοπής σύρματος βαλβίδας T. Ευγενική παραχώρηση: Ο Justin Cassidy στο Universe Today. Πίστωση NASA RRM
«Τους τελευταίους αρκετούς μήνες, η ομάδα μας έχει προετοιμάσει τη βάση για επιδείξεις RRM σε τροχιά», μου είπε ο Cassidy. «Ακριβώς όπως μια θεατρική παραγωγή, έχουμε πολλούς μηχανικούς στα παρασκήνια που έχουν παράσχει υποστήριξη ανάπτυξης και συνεχίζουν να συμμετέχουν στις επιχειρήσεις RRM σε τροχιά».
«Σε κάθε στάδιο του RRM—από την προετοιμασία, την παράδοση, την εγκατάσταση και τώρα τις λειτουργίες—είμαι έκπληκτος από τις τεράστιες προσπάθειες που έχουν συνεισφέρει πολλές διαφορετικές ομάδες για να πραγματοποιηθεί το RRM. Το Γραφείο Δυνατοτήτων Εξυπηρέτησης Δορυφόρου στο Διαστημικό Κέντρο Πτήσεων Goddard της NASA συνεργάστηκε με το Διαστημικό Κέντρο Johnson, το Διαστημικό Κέντρο Kennedy (KSC), το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Marshall και το κέντρο ελέγχου της Καναδικής Διαστημικής Υπηρεσίας στο St. Hubert του Κεμπέκ για να κάνουν το RRM πραγματικότητα».
«Η επιτυχία των εργασιών RRM μέχρι σήμερα στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) χρησιμοποιώντας το Dextre αποτελεί απόδειξη της αριστείας των πολλών οργανισμών και συνεργατών της NASA», εξήγησε ο Κάσιντι.
Η τριήμερη «Εργασία αφαίρεσης εξαρτημάτων αερίου» ήταν μια αρχική προσομοίωση για την εξάσκηση τεχνικών απαραίτητων για τη ρομποτική διόρθωση δορυφόρων που δυσλειτουργούν και τον ανεφοδιασμό δορυφόρων που λειτουργούν διαφορετικά ονομαστικά, ώστε να επεκτείνουν, ελπίζουμε, τη διάρκεια ζωής τους για αρκετά χρόνια.
Οι επίγειοι τεχνικοί χρησιμοποιούν τα εξαρτήματα και τις βαλβίδες για να φορτώσουν όλα τα απαραίτητα υγρά, αέρια και καύσιμα σε δεξαμενές αποθήκευσης δορυφόρων πριν από την εκτόξευση και οι οποίες στη συνέχεια σφραγίζονται, καλύπτονται και κανονικά δεν έχουν ξανά πρόσβαση.
«Ο αντίκτυπος του διαστημικού σταθμού ως χρήσιμου κρεβατιού δοκιμών τεχνολογίας δεν μπορεί να υπερεκτιμηθεί», λέει ο Frank Cepollina, αναπληρωτής διευθυντής του Γραφείου Δορυφορικών Ικανοτήτων Εξυπηρέτησης (SSCO) στο Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA στο Greenbelt, Md.
«Οι νέες τεχνολογίες δορυφορικής εξυπηρέτησης θα παρουσιαστούν σε πραγματικό διαστημικό περιβάλλον μέσα σε μήνες αντί για χρόνια. Αυτό είναι τεράστιο. Αντιπροσωπεύει πραγματική πρόοδο στην πρόοδο της διαστημικής τεχνολογίας».
Τέσσερα ακόμη επερχόμενα πειράματα RRM που έχουν προγραμματιστεί δοκιμαστικά για φέτος θα επιδείξουν την ικανότητα ενός τηλεκατευθυνόμενου ρομπότ να αφαιρεί εμπόδια και να ανεφοδιάζει άδειες δορυφορικές δεξαμενές αερίου στο διάστημα, εξοικονομώντας έτσι ακριβό υλικό από την πρόωρη σύνδεση του τροχιακού σκουπιδιού.
Ο χρόνος των μελλοντικών λειτουργιών RRM μπορεί να είναι προκλητικός και εξαρτάται από τη διαθεσιμότητα του Dextre και του βραχίονα SSRMS, οι οποίοι είναι επίσης σε μεγάλο βαθμό δεσμευμένοι για πολλές άλλες συνεχείς λειτουργίες του ISS, όπως διαστημικούς περιπάτους, δραστηριότητες συντήρησης και επιστημονικά πειράματα, καθώς και ελλιμενισμό και/ή εκφόρτωση σταθερής ροή κρίσιμων πλοίων ανεφοδιασμού φορτίου όπως τα Progress, ATV, HTV, Dragon και Cygnus.
Η ευελιξία είναι το κλειδί για όλες τις λειτουργίες του ISS. Και παρόλο που το πλήρωμα του σταθμού δεν ασχολείται με το RRM, οι δραστηριότητές τους μπορεί να είναι.
«Ενώ το ίδιο το πλήρωμα δεν βασίζεται στο Dextre για τις δραστηριότητές του, οι λειτουργίες του Dextre μπορούν έμμεσα να επηρεάσουν το τι μπορεί ή δεν μπορεί να κάνει το πλήρωμα», μου είπε ο Bacon. «Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια των εργασιών μας στο RRM, το πλήρωμα δεν μπορεί να εκτελέσει ορισμένες δραστηριότητες σωματικής άσκησης λόγω του πώς αυτή η κίνηση θα μπορούσε να επηρεάσει την κίνηση του Dextre».
Ακολουθεί μια λίστα με τις επικείμενες λειτουργίες RRM – εκκρεμείς περιορισμοί χρονοδιαγράμματος ISS:
* Ανεφοδιασμός (καλοκαίρι 2012) – Αφού το Dextre ανοίξει μια βαλβίδα καυσίμου που είναι παρόμοια με αυτές που χρησιμοποιούνται συνήθως στους δορυφόρους σήμερα, θα μεταφέρει υγρή αιθανόλη σε αυτήν μέσω ενός εξελιγμένου ρομποτικού σωλήνα τροφοδοσίας καυσίμου.
* Θερμική κουβέρτα χειραγώγησης (TBD 2012)- Η Dextre θα εξασκηθεί στο να κόβει σε φέτες την ταινία θερμικής κουβέρτας και να διπλώνει προς τα πίσω μια θερμική κουβέρτα για να αποκαλύψει το περιεχόμενο από κάτω.
* Αφαίρεση βίδας (Fastener) (TBD 2012) - Το Dextre θα ξεβιδώσει ρομποτικά τα δορυφορικά μπουλόνια (κουμπώματα).
* Electrical Cap Removal (TBD 2012)- Το Dextre θα αφαιρέσει τα καπάκια που συνήθως κάλυπταν την ηλεκτρική υποδοχή ενός δορυφόρου.
Το RRM μεταφέρθηκε σε τροχιά εντός του κόλπου φορτίου του Space Shuttle Atlantis τον Ιούλιο του 2011 στην τελική αποστολή του λεωφορείου (STS-135) του προγράμματος λεωφορείων τριών δεκαετιών της NASA και στη συνέχεια τοποθετήθηκε σε μια εξωτερική πλατφόρμα εργασίας στο σκελετό του ISS από αστροναύτες που περπατούσαν στο διάστημα. Το έργο είναι μια κοινή προσπάθεια μεταξύ της NASA και της CSA.
«Αυτή είναι η επιτυχία. Με το RRM, ανοίγουμε πραγματικά το δρόμο για μελλοντική ρομποτική εξερεύνηση και δορυφορική εξυπηρέτηση», κατέληξε ο Cassidy.
Πλήρους μεγέθους Mock up του κουτιού RRM και του εργαλείου πειράματος στο KSC Press Site
Οι κινήσεις και οι χειρισμοί του Εργαλείου Εξοπλισμού από το ρομπότ Dextre προσομοιώνονται από τον διευθυντή RRM της NASA Goddard, Justin Cassidy. Πίστωση: Ken Kremer
…….
24 Μαρτίου (Σάβ.): Δωρεάν Διάλεξη από Κεν Κρέμερ στο Αστρονομική Ένωση του Νιου Τζέρσεϋ , Κρατικό πάρκο Voorhees , NJ στις 830 μ.μ. Θέμα: Atlantis, the End of Americas Shuttle Program, RRM, Orion, SpaceX, CST-100 and the Future of NASA Human & Robotic Spaceflight