Det har föreslagits att om mänskligheten verkligen vill inleda en förnyad era av rymdutforskning, är en av de viktigaste ingredienserna förmågan att tillverka strukturer i rymden. Genom att montera allt från satelliter till rymdfarkoster i omloppsbana skulle vi eliminera den dyraste aspekten av att gå till rymden. Detta, helt enkelt uttryckt, är den stora kostnaden för att undgå jordens tyngdkraft, vilket kräver tunga startbilar och massor av bränsle!
Det här är idén bakom Space Infrastructure Dexterous Robot (SPIDER), en teknikdemonstrator som kommer att rymma som en del av NASA: s Restore-L rymdskepp, som är utformad för att serva och tanka en satellit i låg jordbana. När SPIDER har installerats kommer den att montera en kommunikationsantenn och en sammansatt balk för att visa att rymdbaserad konstruktion är möjlig.
SPIDER, tidigare känd som "Dragonfly", är resultatet av NASA: s Tipping Point-program, ett partnerskap mellan rymdbyrån och 22 amerikanska företag för att utveckla teknik som är nödvändig för utforskning av människor och robotar. Utvecklad av Kalifornien-baserade Space Systems Loral (SSL) - som sedan har förvärvats av Maxar Technologies - denna robot är i grunden en lätt 5 meter (16 fot) robotarm.
Som en del av ett kontrakt på 142 miljoner dollar tecknat med NASA kommer SPIDER att sätta samman sju element för att bilda en 3-meters (9 fot) kommunikationsantenn som kommer att kommunicera med markstationer i Ka-bandet. Det kommer också att konstruera en 10-meters (32 fot) lättviktskomposit rymdfarkostbalk - med teknik utvecklad av det Washington-baserade flygbolag Tethers Unlimited - för att visa att strukturer kan byggas i rymden.
Som Jim Reuter, associerad administratör av NASA: s Space Technology Mission Directorate (STMD), sa i ett nyligen uttalande från NASA:
"Vi fortsätter USA: s globala ledarskap inom rymdteknik genom att bevisa att vi kan montera rymdfarkoster med större och kraftfullare komponenter, efter lanseringen. Denna teknologidemonstration öppnar upp en ny värld av robotfunktioner i rummet. ”
Lanseringen av SPIDER som nyttolast för återställningen-L-uppdraget (för närvarande planerat till mitten av 2020-talet) är en del av fas två i Tipping Point-partnerskapet, medan fas en bestod av Maxar och andra entreprenörer som demonstrerade deras design i en mark- baserad inställning. De senaste demonstrationerna kommer att äga rum i rymden och validera de sofistikerade teknikerna involverade.
Denna och liknande teknik som för närvarande håller på att utvecklas förväntas ha betydande konsekvenser för myndighets- och kommersiella uppdrag till rymden. Förutom telekommunikation, minskning av orbitalskräp och kommersialisering av Low Earth Orbit (LEO) har det också fördelar som sträcker sig till konstruktion av stora rymdteleskoper, rymdskepp och till och med planetförsvar!
Och naturligtvis finns det också många applikationer för utforskning av mänskliga rymden, som inkluderar besättningsuppdrag till Månen och Mars. Som Brent Robertson, projektledare för Restore-L vid NASA: s Goddard Space Flight Center, förklarade:
"Montering och tillverkning i rymden möjliggör större uppdragsflexibilitet, anpassningsbarhet och motståndskraft, vilket kommer att vara nyckeln till NASA: s prospekteringsmetod för Moon to Mars."
Genom att flytta tillverkningskapaciteten till LEO är regeringen och industrin återigen beredda att avsevärt minska kostnaderna för utforskning av rymden. I detta avseende är SPIDER väl ihopkopplat med ett projekt som Restore-L, som utvecklar en serie tekniker som möjliggör tankning och service av satelliter i rymden. Som en del av det större konceptet för tankning av kretslopp förväntas möjligheten att göra detta minska kostnaderna ännu mer.
SPIDER nyttolast teamet inkluderar Maxar Technologies, Tethers Unlimited, West Virginia Robotic Technology Center. Bistånd och stöd ges också av NASA: s Langley Research Center.
