A Landsat-7 bajban van. Kb. 438 mérföld felett, a kisbuszt méretű kézműves 16 naponként elcsúszik a Föld körül. És több mint 18 éve a műholdas képeket készített állandóan változó bolygónkról. De a Landsat-7-nek fogy az üzemanyaga.
kapcsolodo tartalom
- Következő megálló: Benzinkutak az űrben
Ha földi kézműves lenne, ez nem jelent problémát. Tankolunk mindent - repülőgépek, vonatok és autók. De az űrben egy másik történet. A műholdak száz vagy akár több ezer mérföldet távolítanak el a Földtől, óránként több ezer mérföldes sebességgel haladva. Ez a sebesség és távolság nagymértékben tehetetlenné teszi a földi üzemeltetőket, ha valami rosszul megy. Ez magában foglalja a tankolást: Ha a műholdak kifogynak a gázból, akkor felhalmozódnak. Az egyetlen kivétel a Hubble és a Nemzetközi Űrállomás, amelyek mindegyike elég alacsony pályán van, hogy transzferen keresztül eljuthasson, és érdemes embereket kiszolgálni.
De ha a műholdak átlagos ára meghaladja az egymilliárd dollárt, a kézműves átrakása, amint azok üresre kerülnek, költséges. Ez hozzájárul az egyre növekvő űrhajózási problémához is: Ezek az egyszer használatos ember alkotta tárgyak potenciálisan halálos veszélyekké válnak az űrben. "Nem azért csináljuk, mert szeretjük eldobni a dolgokat, hanem azért, mert nincs más lehetőség" - mondja Benjamin Reed, a NASA műholdas kiszolgáló projektjeinek osztályvezető-helyettese, egy csoport, amely elhatározta, hogy megváltoztatja a kutatók nézetét műholdak.
A Greenbelt Maryland-ben, a Goddard Űrközpontban található raktárban található a Műholdas Szolgáltató Projekt Divízió forradalmian új technológiák felé törekszik, amelyek lehetővé teszik a műholdak javítását, üzemanyag-feltöltését és frissítését a pálya körül. A számítástechnika és a robotika technológiája eddig nem volt elég kifinomult ahhoz, hogy ez a trükkös kísérlet lehetséges legyen.
Az SSPD üreges „epicentruma” falai, amint azt Reed nevezi, fekete ruhával vannak kendőzve, hogy utánozzák a tér sötétségét a szimulációs futások során. A legalább öt láb hosszú robotkarok különböző szögekben vannak rögzítve a helyiség minden munkahelyén. A Landsat-7 élethű méretű másolata az ajtó mellett ül, és két karja ellentétes irányba mutat, fagyasztott középmozdulattal a kézműves előtt.
Ezek a fegyverek a Restore-L elnevezésű projekt fejlesztési szakaszának részét képezik - ez egy olyan vízi jármű, amelyet 2020 nyarán szabadítani az űrbe, és amelynek célja az üresen futó műholdak utántöltése. Első célja: Landsat-7.
Az űrben való tankolás azonban sokkal bonyolultabb, mint gondolnád. Először: a vízi járműnek fel kell lépnie a műholdnak, pontosan meg kell egyeznie a sebességével. „Egy mérföld óránként lassabb és a [Visszaállítás-L] soha nem fogja elkapni; egy mérföldes sebesség óránként gyorsabb, rossz dolgok történnek ”- mondja Reed, és ököllel kopogtatva demonstrálja az ezzel járó pusztítást.
Szinte lehetetlen lenne egy ilyen erőfeszítést a földről irányítani. A földi üzemeltetők bármilyen csekély kommunikációs késése katasztrófát okozhat. Tehát a Restore-L-nek saját agyra van szüksége ahhoz, hogy nyomon tudja követni és kiszámítsa a pályáját, hogy hozzákapcsoljon a műholdhoz.
Lépj be Raven-be. Kissé kisebb, mint egy tejrekesz, és ennek a készüléknek három optikai műszere van: látható fény, infravörös és LIDAR néven ismert, amely lézereket küld és összegyűjti a szétszórt fényt. Az eszköz tavaly februárban felrepült a Nemzetközi Űrállomásra, és azóta az állomás külsejéhez csatolták, hogy nyomon kövessék a bejövő és a kimenő űrhajók mozgását. A három érzékelő lehetővé teszi ezen objektumok megfigyelését bármilyen fényviszonyok között - magyarázza Ross Henry, a Raven projekt vezető kutatója.
Raven lényegében segíti a csapatot egy „automatikus pilótarendszer” kifejlesztésében - mondja Henry. Szinte 17 mérföld távolságban észlelheti a beérkező űrhajókat - egyetlen képpontként jelennek meg a képen. Ezután Raven érzékelőivel követi a kézműves mozgását. Belső algoritmus alapján Raven kiszorítja azokat a koordinátákat, amelyek részletezik a bejövő test térbeli helyzetét és tájolását. Végül a Ravenéhez hasonló érzékelőket beépítik a Restore-L-be.
Missziója alatt ezek az érzékelők a Restore-L-t a régóta lévő műholda közelébe kapják. A Landsat-7 javítása esetén a Restore-L robotkarjai játékba kerülnek, és a műholdas fenekén egy fémgyűrűre rögzülnek, amelyet eredetileg a Landsat-7 rögzítéséhez használtak a rakéta tetejére.
Mint a karod, a robotkaroknak három fő mozgási pontja van - egy váll, könyök és csukló - magyarázza Reed. A csuklóján elhelyezkedő kamera segít nyomon követni a helyzetét a műholdakhoz viszonyítva, és reagálni az apró változásokra, amikor a pár együtt halad az űrben, egymillió mérföld óránként.
„Ezt gyakoroljuk itt vissza” - mondja Reed, és a raktár legtávolabbi sarkában ülő műholdas aljának egy másik példányára intett. A műhold alsó gyűrűje szabadon fekszik, és egy másik robotkar mozdulatlanul áll az eszköz előtt. A manőver gyakorlására egy második robot a műholdas alsó bobot és szövést készíti el, miközben a robot karja száguld, miközben továbbra is követi mozgását.
"Most - és nem viccelek, amikor ezt mondom - a könnyű része" - mondja Reed. "És ez a tényleges üzemanyag-feltöltés."
A misszió ezen „könnyű” részéhez a Restore-L öt speciálisan tervezett szerszámot fog használni az üzemanyagszelephez való hozzáféréshez. Le kell vágnia a szigetelést, el kell távolítania a felső sapkától lezáró huzalt, és három különböző szivárgásmentes kupakot ki kell csavarni. Ezután két további, kifejezetten tervezett szerszámot használnak az üzemanyag-kar fúrására a fúvókára, az üzemanyag-szivattyúzást 250 font / négyzet hüvelyk nyomás alatt és a szigetelés újbóli szigetelését. Miután az üzemanyag-ellátás befejeződött, a fúvóka elülső fele elválasztódik a visszahúzó karról. Hátra van egy új üzemanyag-port, amely csak két eszköz használatát követeli meg a manőver befejezéséhez, egyszerűsítve az összes jövőbeli utántöltési feladatot.
Az SSPD célja, hogy más műholdas tervezőkkel együttműködve segítse az összes jövőbeli műholdat újratöltését az új üzemanyag-kikötő kialakításának beépítésével. együttműködőnek lenni ”- mondta Reed. Az ilyen műholdas hangolás az ipar jövője, mondja. "Nyilvánvaló, hogy a legtöbb vállalat elismeri ezt, és máris érdekli a kooperatív kiszolgálás."
A csapat azt is fontolóra veszi, hogy a jövőbeni üzemanyag-feltöltő járművekbe elegendő üzemanyagot töltsön be több műhold, például az űrben lévő benzinkút kiszolgálására. "Ha fel tudsz érkezni, és még öt vagy tíz évvel helyreállíthatod e milliárd dolláros műholdak egyikének életét, azonnal visszatérítetted a pénzüket" - mondja Henry. "Ha öt közülük meg tudsz csinálni, akkor megkapod magadnak egy játékváltót."
A jövőben a csapat reméli, hogy más kézművesség, például a Restore-L segíthet más műholdak frissítésében vagy szervizelésében. Reed szerint dolgoznak az úgynevezett öt R-nál: távoli ellenőrzés, áthelyezés, üzemanyag-feltöltés, javítás és csere.
Egy nap a műholdak eldobása a múlté lesz. Reed szerint a Junking műholdak valaha is szükségszerűség voltak, de most a modern rendszerek felelnek meg a feladatnak. "A műholdas ipar nem szakad meg" - mondja. "Alázatosan javasoljuk a műholdas világnak, hogy jobb lehet."
Reed és Henry a Future Con, a három napos tudományos, technológiai és szórakoztató ünnepségen, az Awesome Con belsejében, 2017. június 16-18-án, Washington DC-ben jelennek meg. Vegyen részt többet az űrben lévő robotokról, de a dinoszauruszokról is. az Antarktiszon, a nanotechnológia a munkahelyen és a többcélú!
