Ett kombinerat team av amerikanska och kanadensiska ingenjörer har tagit ett stort första steg framåt genom att framgångsrikt tillämpa ny, förstklassig robotforskning som utförts ombord på den internationella rymdstationen (ISS) för eventuell reparation och tankning av rymdsatelliter med högt värde , och som har potential att en dag åstadkomma miljarder dollar i kostnadsbesparingar för regeringen och kommersiella rymdsektorer.
Snygga forskare från båda länderna ropade "Ja !!!" - efter framgångsrikt användning av experimentet Robotic Refueling Mission (RRM) - bultade utanför ISS - som en teknisk testbädd för att visa att en fjärrstyrd robot i vakuumet i rymden kunde utföra känsliga arbetsuppgifter som kräver extremt exakt rörelsekontroll. Det revolutionerande robotiksexperimentet kunde förlänga användbar livslängd för satelliter som redan finns i jorden omloppsbana som aldrig ens var avsedda att bearbetas.
"Efter att ha ägnat många månader av professionell och personlig tid till RRM var det en stor känslomässig rusning och en lugn för mig att se den första videoströmmen från ett RRM-verktyg," sade Justin Cassidy i en exklusiv djupintervju med Space Magazine. Cassidy är RRM-hårdvara för NASA Goddard Spaceflight Center i Greenbelt, Maryland.
Och RRM-teamet har redan planer på att utföra ännu mer ambitiös uppföljning av experiment som börjar så snart som i sommar, inklusive den mycket efterlängtade överföringen av vätskor för att simulera en faktisk satellitpåfyllning som kan transfigurera robotapplikationer i rymden - se detaljer nedan!
Alla robotoperationer vid stationen kontrollerades på distans av flygledare från marken. Syftet med fjärrkontroll och robotik är att frigöra ISS-mänskliga besättningen så att de kan arbeta med andra viktiga aktiviteter och genomföra vetenskapliga experiment som kräver mänsklig tanke och ingripande på plats.
Under en tre-dagarsperiod från 7 till 9 mars genomförde ingenjörer gemensamma operationer mellan NASA: s Robotic Refueling Mission (RRM) -experiment och den kanadensiska rymdbyråns (CSA) robot "handyman" - Dextre-roboten. Dextre kallas officiellt SPDM eller Special Purpose Dexterous Manipulator.
Den första dagen manövrerade robotoperatörer på jorden fjärr den 3,7 meter långa Dextre ”handyman” till RRM-experimentet med rymdstationens kanadensiska byggda robotarm (SSRMS).
Dextres "hand" - tekniskt känd som "OTCM" - grep och inspekterade sedan tre olika specialiserade satellitarbetsverktyg inuti RRM-enheten. Omfattande mekaniska och elektriska utvärderingar av Safety Cap Tool, Wire Cutter and Blanket Manipulation Tool och Multifunction Tool fann att alla tre verktygen fungerade perfekt.
"Våra team spärrade mekaniskt den kanadensiska" Dextre "-robotens" hand "på RRM Safety Cap Tool (SCT). RRM SCT är den första på omloppsenheten som använder videokapaciteten för Dextre OTCM-handen, ”förklarade Cassidy.
”I början av verktygsoperationer körde uppdragsansvariga mekaniskt OTCM: s elektriska navelsträcka framåt för att para den med SCT: s integrerade elektroniklåda. När strömmen applicerades på det gränssnittet kunde vårt team se att det på Goddards stora TV-apparater - SCT: s "första ljus" -video visade ett skott av verktyget i RRM-stuvningsfacket (se foto).
"Vårt team brast i ett rop av" Ja! " för att berömma den framgångsrika kassan för det elektriska funktionella systemet. ”
Dextre utförde sedan diverse uppgifter som syftar till att testa hur väl en mängd representativa gasarmaturer, ventiler, ledningar och tätningar placerade på utsidan av RRM-modulen kunde manipuleras. Den släppte säkerhetsstartlåsen och skärde noggrant två extremt tunna satellitlåstrådar - gjorda av stål - och mätte bara 20 tusendels tum i diameter.
”Trådskärningshändelsen var bara några minuter. Men båda trådskärningsuppgifterna tog ungefär 6 timmar samordnade, säkra robotoperationer. Låskabeln hade släppts, vridits och bundits på marken vid gränssnittet mellan Ambient Cap och T-Valve före flygning, ”sa Cassidy.
Denna RRM-övning representerar första gången som Dextre-roboten utnyttjades för ett teknikforsknings- och utvecklingsprojekt på ISS, en stor utvidgning av dess kapacitet utöver vad som gäller robotunderhåll av den massiva omloppsposten.
Videoteknik: Dextres Robotic Refueling Mission: Day 2. Den andra dagen av Dextres mest krävande uppdrag samlades in framgångsrikt den 8 mars 2012 när robotmanageren slutförde sina tre uppdrag. Kredit: NASA / CSA
Sammantaget tog de tre dagarna av operationerna cirka 43 timmar och fortsatte något snabbare än väntat eftersom de var så nära nominella som kunde förväntas.
"Dagarna 1 och 2 sprang cirka 18 timmar," sade Charles Bacon, RRM Operations Lead / Systems Engineer på NASA Goddard, till Space Magazine. ”Dag 3 tog ungefär 7 timmar sedan vi slutade alla uppgifter tidigt. Alla tre dagar baserade 18 timmar, där teamet arbetade på två skift. Så tiden var som förväntat och faktiskt lite bättre eftersom vi slutade tidigt på den sista dagen. ”
"Under de senaste månaderna har vårt team satt upp scenen för RRM-demonstrationer om bana," sa Cassidy till mig. "Precis som en teaterproduktion har vi många ingenjörer bakom kulisserna som har gett utvecklingsstöd och fortsätter att vara en del av RRM-verksamheten.
”I varje steg i RRM - från förberedelse, leverans, installation och nu operationerna - är jag förvånad över de enorma ansträngningar som många olika team har bidragit till för att få RRM att hända. Satellite Serviced Capabilities Office vid NASA: s Goddard Space Flight Center samarbetade med Johnson Space Center, Kennedy Space Center (KSC), Marshall Space Flight Center och den kanadensiska rymdbyråns kontrollcenter i St. Hubert, Quebec för att göra RRM till verklighet. ”
"Framgången för RRM-operationer hittills på International Space Station (ISS) med användning av Dextre är ett bevis på spetskompetensen hos NASA: s många organisationer och partners," förklarade Cassidy.
Den tre dagars “Gas Fittings Removal task” var en initial simulering för att öva tekniker som är nödvändiga för att robotiskt fixa funktionsstörda satelliter och tanka på annat sätt nominellt driftande satelliter för att förhoppningsvis förlänga deras prestanda livslängd i flera år.
Markbaserade tekniker använder beslag och ventiler för att ladda alla väsentliga vätskor, gaser och bränslen i en satellitlagringstankar före lansering och som sedan tätas, täckas och normalt inte nås igen.
"Påverkan av rymdstationen som en användbar testbädd för teknik kan inte överskattas," säger Frank Cepollina, biträdande direktör för satellitavdelningskontoret (SSCO) vid NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md.
”Ny teknik för satellitservice kommer att demonstreras i en verklig rymdmiljö inom månader istället för år. Det här är enormt. Det representerar verkliga framsteg inom rymdteknologiska framsteg. ”
Fyra fler kommande RRM-experiment som är trevligt inställda för i år kommer att visa en fjärrstyrd robot förmåga att ta bort barriärer och tanka tomma satellitgasbehållare i rymden och därigenom spara dyra hårdvara från att för tidigt gå med i kretsloppsbanan.
Tidpunkten för framtida RRM-operationer kan vara utmanande och beror på tillgängligheten för Dextre och SSRMS-armen, som också är mycket bokade för många andra pågående ISS-operationer som rymdpromenader, underhållsaktiviteter och vetenskapliga experiment, liksom förläggning och / eller lossning av en stadig ström av kritiska fraktförsörjningsfartyg som Progress, ATV, HTV, Dragon och Cygnus.
Flexibilitet är nyckeln till alla ISS-operationer. Och även om stationens besättning inte är involverad i RRM, kan deras aktiviteter vara.
”Medan besättningen själv inte litar på Dextre för sin verksamhet, kan Dextre ops indirekt påverka vad besättningen kan eller inte kan göra,” sa Bacon till mig. "Till exempel, under våra RRM-operationer kan besättningen inte utföra vissa fysiska träningsaktiviteter på grund av hur den rörelsen kan påverka Dextres rörelse."
Här är en lista över kommande RRM-operationer - i väntande begränsningar för ISS-schema:
* Tankning (sommaren 2012) - Efter att Dextre öppnar en bränsleventil som liknar de som vanligtvis används på satelliter idag, kommer den att överföra flytande etanol till den genom en sofistikerad robotbränsleslang.
* Thermal Blanket Manipulation (TBD 2012) - Dextre kommer att öva på att skära av termisk filttejp och fälla tillbaka en termisk filt för att avslöja innehållet under.
* Borttagning av skruv (fästelement) (TBD 2012) - Dextre skruvar av satellitbultar (fästelement) robotiskt.
* El-kapselborttagning (TBD 2012) - Dextre tar bort locken som vanligtvis skulle täcka en satellits eluttag.
RRM transporterades till bana i rymdfärjan Atlantis lastbåt under juli 2011 på det slutliga skytteluppdraget (STS-135) i NASA: s tre decennium långa skyttelprogram och monterades sedan på en extern arbetsplattform på ISS-ryggstolpen genom rymdpromenader astronauter. Projektet är en gemensam insats mellan NASA och CSA.
”Det här är vad framgång handlar om. Med RRM banar vi verkligen vägen för framtida robotutforskning och satellitservice, ”avslutade Cassidy.
…….
24 mars (lör): Gratis föreläsning av Ken Kremer vid New Jersey Astronomical Association, Voorhees State Park, NJ kl. 2030. Ämne: Atlantis, slutet av Americas Shuttle-program, RRM, Orion, SpaceX, CST-100 och Future of NASA Human & Robotic Spaceflight
