اختبار الطيران لنموذج الروبوت بواسطة MIT الطلاب الجامعيين. اضغط للتكبير
سلم مهندسو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مؤخرًا قمرًا صغيرًا إلى محطة الفضاء الدولية. وهي مجهزة بمجموعة من أجهزة دفع ثاني أكسيد الكربون تسمح لها بالمناورة داخل المحطة. سيتم تسليم سفينتين كرويتين إضافيتين (السواتل التجريبية المتزامنة لتثبيت إعادة توجيه الأقمار الصناعية التجريبية) إلى المحطة خلال السنوات القليلة القادمة لاختبار كيفية الطيران في التكوين.
قبل ست سنوات ، عرض أستاذ الهندسة بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ديفيد ميللر فيلم حرب النجوم لطلابه في أول يوم لهم في الفصل. هناك مشهد مغرم به ميلر بشكل خاص ، المشهد الذي يتنافس فيه لوك سكاي ووكر مع لعبة قتال عائمة. وقف ميلر وأشار: "أريدك أن تبني لي بعضًا من هذه".
هكذا فعلوا. بدعم من وزارة الدفاع ووكالة ناسا ، قام طلاب ميلر ببناء خمسة من الروبوتات العاملة. والآن ، أحدهم على متن محطة الفضاء الدولية (ISS).
يضحك ميللر: "إنها تبدو وكأنها لعبة قتالية". إنه في الواقع قمر صناعي صغير - الأول من بين خطط ناسا الثلاثة لإرساله إلى محطة الفضاء الدولية. معا ، سوف يتنقلون في ممرات محطة الفضاء ، ويتعلمون كيفية الطيران في التكوين.
الأقمار الصناعية الصغيرة هي فكرة جديدة ساخنة في استكشاف الفضاء: بدلاً من إطلاق قمر صناعي كبير وثقيل للقيام بعمل ما ، لماذا لا تطلق الكثير من الصغار؟ يمكنهم أن يدوروا حول الأرض بالترادف ، ويقوم كل منهم بجزء صغير من المهمة العامة. إذا كان التوهج الشمسي ينطلق من قمر صناعي واحد - فلا مشكلة. الباقي يمكن أن يغلق الرتب ويستمر. يتم تقليل تكاليف الإطلاق أيضًا ، لأن الأقمار الصناعية الصغيرة يمكن أن تتركب داخل حمولات أكبر ، لتصل إلى الفضاء مجانًا تقريبًا.
لكن هناك مشكلة: التحليق في التكوين أصعب مما يبدو. اطلب من مجموعة من الناس ترتيب ملف واحد ، وسيكون بإمكانهم اكتشافه والقيام بذلك بسهولة. اتضح أن الحصول على مجموعة من الأقمار الصناعية المدارية للقيام بنفس الشيء ، أمر صعب للغاية.
يقول ميللر: "لنفترض أن لديك مجموعة من الأقمار الصناعية في المدار ، وفقد واحد أو اثنان منها مكانها". ربما يشتعل التوهج الشمسي مؤقتًا أجهزة الكمبيوتر التي تعمل بنظام الملاحة الخاصة بهم ، أو لا يعمل إطلاق النار كما هو متوقع. تكتشف المجموعة بأكملها نفسها من الخراب. يتطلب تصحيح المشكلة مجموعة معقدة من التعديلات ثلاثية الأبعاد ، منسقة بين جميع الأقمار الصناعية - ربما عشرات أو مئات منها. يقول ميللر: "علينا تقسيم هذا الأمر إلى تعليمات محددة خطوة بخطوة يمكن للكمبيوتر فهمها".
وهذا يعيدنا إلى محطة الفضاء الدولية:
كان تحدي ميلر لفصلته الجامعية في الهندسة في عام 1999 هو تصميم روبوت صغير كروي تقريبًا يمكن أن يطفو على متن محطة الفضاء الدولية ومناورة باستخدام الدفعات CO2 المضغوط. هذا المشروع ، المسمى SPHERES (القمر الصناعي المتزامن للاحتفاظ بإعادة توجيه الأقمار الصناعية التجريبية) ، سيكون بمثابة اختبار لاختبار البرامج التجريبية للتحكم في مجموعات الأقمار الصناعية. توفر المجالات الروبوتية منصة عامة تتكون من أجهزة استشعار وموجهات واتصالات ومعالج دقيق ؛ يمكن للعلماء الذين يعملون على أفكار برمجية جديدة تحميل برمجياتهم في هذا النظام الأساسي لمعرفة مدى نجاح هذه الأفكار. إنها طريقة سريعة ورخيصة نسبيًا لاختبار النظريات الجديدة حول تصميم البرامج.
تشمل التطبيقات المحتملة عودة وكالة ناسا إلى القمر (انظر رؤية استكشاف الفضاء). تتمثل إحدى طرق بناء مركبة فضائية في تجميعها قطعة واحدة في مدار الأرض. يقول ميللر: "يمكن استخدام البرامج المصممة للتحكم في الأقمار الصناعية الصغيرة لمناورة قطع سفينة الفضاء معًا".
وصلت أول أسفير إلى محطة الفضاء الدولية في نيسان / أبريل داخل صاروخ بروجرس. (تذكر أن الأقمار الصناعية الصغيرة تصنع مسافرين جيدين). وفي النهاية ، سينضم إليها اثنان من الكرات ، أحدهما في وقت لاحق من هذا العام عندما يعود مكوك الفضاء ديسكفري (STS-121) إلى المحطة ، والآخر ينقل إلى المدار من خلال مهمة مكوكية مستقبلية.
كيف سيُميز رواد الفضاء بين الكرات الثلاث؟ يشرح ميللر قائلاً: "إنهم مشفرون بالألوان". واحد على متن الطائرة الآن أحمر. والثاني هو الأزرق والأصفر الثالث.
"الأحمر" مشغول بالفعل. "لقد أمرناها بإجراء مجموعة متنوعة من الحلقات والمناورات ، على سبيل المثال. وقد اختبرنا قدرة الروبوت على حل المشكلات ". حاول رواد الفضاء خداع الأحمر من خلال التسبب في استمرار أحد الدوافع. قام الروبوت بتشخيص الخلل ، وأوقف الدافع ، وعاد إلى حفظ المحطة.
يقول ميللر: "ليس سيئًا بالنسبة للروبوت الصغير". "لا استطيع الانتظار لرؤية ما يمكن أن يفعله ثلاثة منهم."
المصدر الأصلي: بيان صحفي لوكالة ناسا
