Flygtest av en prototypdroid av MIT undergrads. Klicka för att förstora
MIT-ingenjörer levererade nyligen en liten satellit till den internationella rymdstationen. Den är utrustad med en uppsättning koldioxidtryckare som gör det möjligt att manövrera inuti stationen. Två ytterligare SPHERES (Synchronized Position Hold Engage Re-orient Experimental Satellits) kommer att levereras till stationen under de närmaste åren för att testa hur de kan flyga i formation.
För sex år sedan visade MIT-teknikprofessor David Miller filmen Star Wars för sina studenter på deras första klassdag. Det finns en scen som Miller är särskilt förtjust i, den där Luke Skywalker skar med en flytande stridsdroid. Miller stod upp och pekade: "Jag vill att du ska bygga mig några av dem."
Så de gjorde det. Med stöd från försvarsdepartementet och NASA byggde Millers studenter fem arbetande droider. Och nu är en av dem ombord på den internationella rymdstationen (ISS).
"Det ser bara ut som en stridsdroid," skrattar Miller. Det är faktiskt en liten satellit - den första av tre NASA planerar att skicka till ISS. Tillsammans kommer de att navigera i rymdstationens korridorer och lära sig flyga i formationen.
Små satelliter är en het ny idé i utforskningen av rymden: I stället för att lansera en stor, tung satellit för att göra ett jobb, varför inte starta massor av små? De kan kretsa runt Jorden i tandem, var och en gör sin egen lilla del av det övergripande uppdraget. Om en solfack tappar en satellit - inga problem. Resten kan stänga led och fortsätta. Startkostnaderna reduceras också, eftersom små satelliter kan ta sig en tur in i större nyttolaster och få utrymme nästan gratis.
Men det finns ett problem: Att flyga i formation är svårare än det låter. Be en mängd människor att ställa in en enda fil så att de kan ta reda på den och göra det ganska enkelt. Att få en grupp som kretsar kring satelliter att göra samma sak, visar det sig, är extremt svårt.
"Anta att du har ett kluster av satelliter i omloppsbana," säger Miller, "och en eller två av dem tappar sin plats." Kanske en solfällning tillbörjar tillfälligt deras nav-datorer, eller så kan en thrusterfyrning inte fungera som förväntat. Hela klustret befinner sig utanför. Att korrigera problemet kräver en komplex uppsättning av tredimensionella justeringar, samordnade mellan alla satelliter - kanske dussintals eller hundratals av dem. "Vi måste dela upp detta i stegvisa, konkreta instruktioner som en dator kan förstå," säger Miller.
Och det tar oss tillbaka till ISS:
Millers utmaning till sin grundutbildningsingenjör redan 1999 var att designa en liten, grovt sfärisk robot som kunde flyta ombord på ISS och manövrera med hjälp av komprimerade CO2-thrustrar. Projektet, kallad SPHERES (Synchronized Position Hold Engage Re-orient Experimental Satellite), skulle fungera som en testbädd för att testa experimentell programvara för att kontrollera kluster av satelliter. Robotsfärerna tillhandahåller en generisk plattform bestående av sensorer, thrusterar, kommunikationer och en mikroprocessor; forskare som arbetar med nya programidéer kan ladda sin programvara i den plattformen för att se hur bra dessa idéer fungerar. Det är ett snabbt och relativt billigt sätt att testa nya teorier om programvarudesign.
Möjliga applikationer inkluderar NASA: s återkomst till månen (se Vision for Space Exploration). Ett sätt att bygga ett moonship är att montera det bit för bit i jorden omloppsbana. "Programvara som är utformad för att styra små satelliter kan lika bra användas för att manövrera bitarna i ett rymdskepp tillsammans", säger Miller.
Den första SPHERE anlände till ISS i april undangömt i en Progress-raket. (Kom ihåg att små satelliter gör bra liftare.) Så småningom kommer ytterligare två SPHERES att ansluta sig till den, en senare i år när rymdfärjan Discovery (STS-121) återvänder till stationen och en annan går till bana av ett framtida skytteltrafikuppdrag.
Hur kommer astronauter att skilja de tre sfärer från varandra? "De är färgkodade," förklarar Miller. Den ombord nu är röd; den andra blir blå och den tredje gula.
"Red" är redan upptagen. "Vi har beordrat det att till exempel göra olika manövreringsslingor och svängar. Och vi har testat robotens förmåga att lösa problem. " Astronauter försökte lura rött genom att få en av dess thrusterar att hålla sig "på." Roboten diagnostiserade felet, stängde av thrusteren och återvände till stationen.
"Inte illa för en liten droid," säger Miller. "Jag kan inte vänta och se vad tre av dem kan göra."
Originalkälla: NASA News Release
