Een gecombineerd team van Amerikaanse en Canadese ingenieurs heeft een grote eerste stap voorwaarts gezet door met succes nieuw, uniek robotica-onderzoek aan boord van het International Space Station (ISS) toe te passen op de uiteindelijke reparatie en het bijtanken van hoogwaardige satellieten in een baan om de aarde en die op een dag miljarden dollars aan kostenbesparingen kan opleveren voor de overheid en de commerciële ruimtevaartsector.
Vrolijke onderzoekers uit beide landen riepen "Ja !!!" - na met succes gebruik te hebben gemaakt van het Robotic Refuelling Mission (RRM) -experiment - buiten het ISS vastgeschroefd - als een technologisch testbed om aan te tonen dat een op afstand bestuurbare robot in het vacuüm van de ruimte delicate werktaken kan uitvoeren die een uiterst nauwkeurige bewegingsregeling vereisen. Het revolutionaire robotica-experiment zou de bruikbare levensduur kunnen verlengen van satellieten die al in een baan om de aarde zijn en die nooit bedoeld waren om aan te werken.
"Na vele maanden van professionele en persoonlijke tijd aan RRM te hebben besteed, was het een grote emotionele kick en een geruststelling voor mij om de eerste videostream van een RRM-tool te zien", zei Justin Cassidy in een exclusief diepte-interview met Space Magazine. Cassidy is RRM Hardware Manager bij het NASA Goddard Spaceflight Center in Greenbelt, Maryland.
En het RRM-team heeft al plannen om vanaf deze zomer nog ambitieuzere experimenten uit te voeren, waaronder de langverwachte overdracht van vloeistoffen om een daadwerkelijke satelliettank te simuleren die robotica-toepassingen in de ruimte zou kunnen transformeren - zie details hieronder!
Alle robotactiviteiten op het station werden op afstand bestuurd door vluchtcontrollers vanaf de grond. Het doel van afstandsbediening en robotica is om de menselijke bemanning van het ISS vrij te maken, zodat ze kunnen werken aan andere belangrijke activiteiten en wetenschappelijke experimenten kunnen uitvoeren die menselijk denken en ingrijpen ter plaatse vereisen.
In een periode van drie dagen, van 7 tot 9 maart, voerden ingenieurs gezamenlijke operaties uit tussen NASA's Robotic Refueling Mission (RRM) -experiment en de Canadian Space Agency's (CSA) robotachtige 'klusjesman' - de Dextre-robot. Dextre wordt officieel de SPDM of Special Purpose Dexterous Manipulator genoemd.
Op de eerste dag manoeuvreerden robotoperators op aarde de 12 voet (3,7 meter) lange Dextre 'klusjesman' naar het RRM-experiment met behulp van de in Canada gebouwde robotarm (SSRMS) van het ruimtestation.
Dextre's "hand" - technisch bekend als de "OTCM" - greep en inspecteerde vervolgens drie verschillende gespecialiseerde satellietwerktuigen die zich in de RRM-eenheid bevonden. Uitgebreide mechanische en elektrische evaluaties van de Safety Cap Tool, de Wire Cutter en Blanket Manipulation Tool en het multifunctionele gereedschap ontdekten dat alle drie de gereedschappen perfect functioneerden.
"Onze teams hebben de Canadese" Dextre "-robot" mechanisch "op de RRM Safety Cap Tool (SCT) vergrendeld. De RRM SCT is de eerste in een baan om de aarde die de videomogelijkheden van de Dextre OTCM-hand gebruikt, 'legde Cassidy uit.
"Aan het begin van de gereedschapsoperaties stuurden missiecontrollers de elektrische navelstreng van de OTCM mechanisch naar voren om hem te koppelen aan de geïntegreerde elektronicabox van de SCT. Toen de stroom op die interface werd toegepast, kon ons team dat zien op Goddard's tv's met groot scherm - de 'first light'-video van de SCT toonde een opname van de tool in de RRM-opslagruimte (zie foto).
"Ons team schreeuwde het uit van" Ja! " om deze succesvolle checkout van elektrische functionele systemen te prijzen. ”
Dextre voerde vervolgens diverse taken uit om te testen hoe goed een verscheidenheid aan representatieve gasfittingen, kleppen, draden en afdichtingen aan de buitenkant van de RRM-module kon worden gemanipuleerd. Het bracht veiligheidsslotsloten uit en sneed nauwkeurig twee extreem dunne kabels van satellietsloten - gemaakt van staal - en meet slechts 20 duizendste van een inch (0,5 millimeter) in diameter.
“Het draadknipevenement duurde slechts enkele minuten. Maar beide draadsnijtaken namen ongeveer 6 uur aan gecoördineerde, veilige robotbewerkingen in beslag. De vergrendelingsdraad was vóór de vlucht geleid, gedraaid en op de grond vastgebonden aan de interface van de omgevingsdop en T-klep, 'zei Cassidy.
Deze RRM-oefening was de eerste keer dat de Dextre-robot werd gebruikt voor een technologisch onderzoeks- en ontwikkelingsproject op het ISS, een aanzienlijke uitbreiding van zijn mogelijkheden die verder gaan dan die van robotonderhoud van de enorme buitenpost.
Video-onderschrift: Dextre's missie voor het bijtanken van robots: dag 2. De tweede dag van de meest veeleisende missie van Dextre werd op 8 maart 2012 succesvol afgerond toen de robotmanuscriptman zijn drie opgedragen taken voltooide. Krediet: NASA / CSA
Al met al duurden de drie operatiedagen ongeveer 43 uur en verliepen ze iets sneller dan verwacht omdat ze zo dicht bij nominaal waren als verwacht.
"Dagen 1 en 2 duurden ongeveer 18 uur", zei Charles Bacon, de RRM Operations Lead / Systems Engineer bij NASA Goddard, tegen Space Magazine. “Dag 3 duurde ongeveer 7 uur sinds we alle taken voortijdig hadden afgerond. Alle drie de dagen waren in totaal 18 uur, waarbij het team in twee ploegen werkte. Dus de tijd was zoals verwacht, en eigenlijk een beetje beter sinds we op de laatste dag vroeg klaar waren. ”
"De afgelopen maanden heeft ons team de weg geëffend voor RRM on-orbit demonstraties", vertelde Cassidy me. "Net als bij een theaterproductie, hebben we veel ingenieurs achter de schermen die ontwikkelingsondersteuning hebben geboden en deel blijven uitmaken van de RRM-operaties op de baan."
“In elke fase van RRM - van voorbereiding, levering, installatie en nu de operaties - ben ik verrast door de enorme inspanningen die veel verschillende teams hebben geleverd om RRM mogelijk te maken. Het Satellite Servicing Capabilities Office in het Goddard Space Flight Center van NASA werkte samen met Johnson Space Center, Kennedy Space Center (KSC), Marshall Space Flight Center en het controlecentrum van de Canadian Space Agency in St. Hubert, Quebec om RRM tot een realiteit te maken. "
"Het succes van RRM-operaties tot nu toe op het internationale ruimtestation (ISS) met Dextre is een bewijs van de uitmuntendheid van de vele organisaties en partners van NASA," legde Cassidy uit.
De driedaagse "Gas Fittings Removal-taak" was een eerste simulatie om technieken te oefenen die essentieel zijn voor het robotisch repareren van slecht functionerende satellieten en het bijvullen van normaal nominaal werkende satellieten om de levensduur van hun prestaties hopelijk voor meerdere jaren te verlengen.
Technici op de grond gebruiken de fittingen en kleppen om alle essentiële vloeistoffen, gassen en brandstoffen vóór de lancering in een opslagtank voor satellieten te laden, die vervolgens worden verzegeld, afgedekt en normaal nooit meer toegankelijk zijn.
"De impact van het ruimtestation als een bruikbaar technologisch testbed kan niet genoeg worden benadrukt", zegt Frank Cepollina, adjunct-directeur van het Satellite Servicing Capabilities Office (SSCO) bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md.
“Nieuwe technologieën voor satellietonderhoud zullen binnen maanden in plaats van jaren worden gedemonstreerd in een echte ruimteomgeving. Dit is enorm. Het vertegenwoordigt echte vooruitgang in de vooruitgang van ruimtetechnologie. ”
Nog vier aanstaande RRM-experimenten die voorlopig zijn opgezet voor dit jaar, zullen het vermogen van een op afstand bestuurbare robot aantonen om barrières te verwijderen en lege satellietgastanks in de ruimte bij te tanken, waardoor dure hardware wordt bespaard op vroegtijdige toetreding tot het orbitale autokerkhof.
De timing van toekomstige RRM-operaties kan uitdagend zijn en hangt af van de beschikbaarheid van Dextre en de SSRMS-afdeling, die ook zwaar geboekt zijn voor vele andere lopende ISS-operaties zoals ruimtewandelingen, onderhoudsactiviteiten en wetenschappelijke experimenten, evenals het aanleggen en / of lossen van een vaste stroom van kritische bevoorradingsschepen zoals de Progress, ATV, HTV, Dragon en Cygnus.
Flexibiliteit is de sleutel tot alle ISS-operaties. En hoewel de stationsbemanning niet betrokken is bij RRM, kunnen hun activiteiten dat wel zijn.
"Hoewel de bemanning zelf niet afhankelijk is van Dextre voor hun operaties, kunnen Dextre-operaties indirect invloed hebben op wat de bemanning wel of niet kan doen", vertelde Bacon me. "Tijdens onze RRM-operaties kan de bemanning bijvoorbeeld bepaalde fysieke activiteiten niet uitvoeren vanwege de manier waarop die beweging de beweging van Dextre kan beïnvloeden."
Hier is een lijst met aanstaande RRM-bewerkingen - in afwachting van ISS-schemabeperkingen:
* Tanken (zomer 2012) - Nadat Dextre een brandstofklep heeft geopend die vergelijkbaar is met die welke tegenwoordig algemeen op satellieten wordt gebruikt, zal deze vloeibare ethanol daarin overbrengen via een geavanceerde robotbrandstofslang.
* Thermal Blanket Manipulation (TBD 2012) - Dextre zal oefenen met het afsnijden van thermische dekentape en het vouwen van een thermische deken om de inhoud eronder te onthullen.
* Schroef (bevestiger) verwijderen (TBD 2012) - Dextre zal robotbouten (bevestigingsmiddelen) robotachtig losschroeven.
* Verwijdering van elektrische kap (TBD 2012) - Dextre verwijdert de kappen die normaal gesproken de elektrische aansluiting van een satelliet zouden bedekken.
RRM werd in juli 2011 tijdens een laatste shuttle-missie (STS-135) van NASA's drie decennia lange shuttle-programma in een baan om de ruimte in de vrachtruimte van Space Shuttle Atlantis gebracht en vervolgens door ruimtewandelende astronauten op een extern werkplatform op de ISS-backbone-truss gemonteerd. Het project is een gezamenlijke inspanning van NASA en CSA.
“Dit is waar succes om draait. Met RRM maken we echt de weg vrij voor toekomstige robotverkenning en satellietonderhoud, ”concludeerde Cassidy.
…….
24 maart (za): gratis lezing door Ken Kremer in de New Jersey Astronomical Association, Voorhees State Park, NJ om 20.30 uur. Onderwerp: Atlantis, het End of Americas Shuttle-programma, RRM, Orion, SpaceX, CST-100 en de toekomst van NASA Human & Robotic Spaceflight
