اتخذ فريق مشترك من المهندسين الأمريكيين والكنديين خطوة أولى رئيسية إلى الأمام من خلال تطبيق أبحاث الروبوتات الجديدة الأولى من نوعها التي تم إجراؤها على متن محطة الفضاء الدولية (ISS) بنجاح على الإصلاح والتزود بالوقود للأقمار الصناعية الفضائية ذات المدار عالي القيمة ، والتي لديها القدرة على تحقيق وفورات بمليارات الدولارات في يوم من الأيام للقطاع الحكومي والقطاع التجاري.
صاح باحثون مبتهجون من كلا البلدين "نعم !!!" - بعد استخدام تجربة مهمة التزود بالوقود الآلية (RRM) - تم تثبيتها خارج محطة الفضاء الدولية - كسرير اختبار تكنولوجي لإثبات أن الروبوت الذي يتم التحكم فيه عن بُعد في فراغ الفضاء يمكن أن ينجز مهام عمل دقيقة تتطلب تحكمًا دقيقًا للغاية في الحركة. يمكن أن تمد تجربة الروبوتات الثورية العمر التشغيلي القابل للاستخدام للأقمار الصناعية الموجودة بالفعل في مدار الأرض والتي لم يكن من المفترض أن يتم العمل عليها.
قال جاستن كاسيدي في مقابلة حصرية متعمقة مع مجلة الفضاء: "بعد تخصيص عدة أشهر من الوقت المهني والشخصي لـ RRM ، كان هناك اندفاع عاطفي كبير وطمأنة بالنسبة لي لرؤية أول دفق فيديو من أداة RRM". كاسيدي هي مدير أجهزة RRM في مركز ناسا جودارد لرحلات الفضاء في جرينبيلت بولاية ماريلاند.
ولدى فريق RRM بالفعل خطط لإجراء متابعة أكثر طموحًا للتجارب بدءًا من هذا الصيف ، بما في ذلك نقل السوائل المرتقب لمحاكاة التزود بالوقود عبر الأقمار الصناعية الفعلي الذي يمكن أن يعيد تكوين تطبيقات الروبوتات في الفضاء - انظر التفاصيل أدناه!
تم التحكم في جميع العمليات الروبوتية في المحطة عن بعد من قبل مراقبي الطيران من الأرض. الغرض من جهاز التحكم عن بعد والروبوتات هو تحرير طاقم ISS البشري حتى يتمكنوا من العمل على أنشطة مهمة أخرى وإجراء تجارب علمية تتطلب التفكير والتدخل البشري في الموقع.
على مدار ثلاثة أيام من 7 إلى 9 آذار (مارس) ، أجرى المهندسون عمليات مشتركة بين تجربة مهمة التزود بالوقود الروبوتية (RRM) التابعة لوكالة ناسا و "العامل الماهر" الروبوتي لوكالة الفضاء الكندية (CSA) - الروبوت Dextre. يطلق على Dextre اسم SPDM أو المناور المهارة للأغراض الخاصة.
في اليوم الأول ، قام المشغلون الآليون على الأرض بمناورة "اليد العاملة" التي يبلغ طولها 12 قدمًا (3.7 متر) إلى تجربة RRM باستخدام الذراع الروبوتية الكندية (SSRMS) للمحطة الفضائية.
"يد" Dextre - المعروفة تقنيًا باسم "OTCM" - ثم استوعبت وفحصت ثلاث أدوات عمل فضائية متخصصة مختلفة موجودة داخل وحدة RRM. وجدت التقييمات الميكانيكية والكهربائية الشاملة لأداة غطاء السلامة ، وقص الأسلاك وأداة التلاعب الشاملة ، والأداة متعددة الوظائف أن الأدوات الثلاث تعمل بشكل مثالي.
"قامت فرقنا بإغلاق" يد "الروبوت الكندي" يد "ميكانيكيًا على أداة غطاء السلامة RRM (SCT). وأوضح كاسيدي أن جهاز RRM SCT هو أول وحدة مدارية تستخدم إمكانات الفيديو ليد Dextre OTCM.
"في بداية عمليات الأداة ، قاد مراقبو المهام ميكانيكيًا السرة الكهربائية لشركة OTCM إلى الأمام لمزاوجتها مع صندوق الإلكترونيات المتكامل لـ SCT. عندما تم تطبيق القوة على تلك الواجهة ، تمكن فريقنا من رؤية ذلك على أجهزة تلفزيون جودارد الكبيرة - أظهر فيديو "الضوء الأول" الخاص بـ SCT لقطة للأداة داخل حجرة تخزين RRM (انظر الصورة).
"انفجر فريقنا في صرخة" نعم! للثناء على هذا النظام الوظيفي الكهربائي الناجح. "
ثم قامت Dextre بتنفيذ مهام متنوعة تهدف إلى اختبار مدى إمكانية التلاعب بمجموعة متنوعة من تركيبات الغاز والصمامات والأسلاك والأختام الموجودة خارج وحدة RRM. لقد أطلقت أقفال إطلاق السلامة وقصت بدقة سلكين قفل أقمار صناعية رفيعة للغاية - مصنوعين من الفولاذ - ويبلغ قطرها 20 ألفًا فقط (0.5 ملم).
“لقد كان حدث قطع الأسلاك مدته بضع دقائق فقط. لكن كلتا مهمتي قطع الأسلاك استغرقت حوالي 6 ساعات من العمليات الآلية المنسقة والآمنة. وقال كاسيدي إن سلك القفل تم توجيهه وتثبيته وربطه على الأرض عند واجهة كاب Ambient و T-Valve قبل الطيران.
يمثل تمرين RRM هذا المرة الأولى التي يتم فيها استخدام روبوت Dextre في مشروع بحث وتطوير تكنولوجي في محطة الفضاء الدولية ، وهو توسع كبير في قدراته يتجاوز قدرات الصيانة الآلية للرصيف المداري الضخم.
شرح فيديو: مهمة Dextre's Robotic للتزود بالوقود: اليوم الثاني. اختتم اليوم الثاني من مهمة Dextre الأكثر تطلبًا بنجاح في 8 مارس 2012 حيث أكمل العامل الماهر الروبوتية المهام الثلاث المكلف بها. الائتمان: وكالة ناسا / وكالة الفضاء الكندية
وإجمالا ، استغرقت العمليات الثلاثة أيام حوالي 43 ساعة ، وسارت إلى حد ما أسرع من المتوقع لأنها كانت قريبة من الاسمية كما هو متوقع.
قال تشارلز بيكون ، قائد عمليات RRM / مهندس الأنظمة في وكالة ناسا جودارد ، لمجلة الفضاء: "لقد تم تشغيل اليومين الأول والثاني حوالي 18 ساعة". "استمر اليوم الثالث حوالي 7 ساعات منذ أن أنهينا جميع المهام مبكرًا. كل الأيام الثلاثة محددة لمدة 18 ساعة ، ويعمل الفريق على فترتين. لذا كان الوقت كما هو متوقع ، وفي الواقع أفضل قليلاً منذ أن انتهينا في وقت مبكر من اليوم الأخير. "
قال لي كاسيدي: "على مدى الأشهر العديدة الماضية ، كان فريقنا يمهد الطريق لمظاهرات RRM على مدار المدار". "تمامًا مثل الإنتاج المسرحي ، لدينا العديد من المهندسين وراء الكواليس الذين قدموا دعمًا للتطوير ولا يزالون جزءًا من عمليات RRM في المدار."
"في كل مرحلة من مراحل RRM - من الإعداد والتسليم والتركيب والآن العمليات - لقد فوجئت بالجهود الهائلة التي ساهمت بها العديد من الفرق المتنوعة في تحقيق RRM. تعاون مكتب قدرات خدمة الأقمار الصناعية في مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا مع مركز جونسون للفضاء ومركز كنيدي للفضاء (KSC) ومركز مارشال لرحلات الفضاء ومركز مراقبة وكالة الفضاء الكندية في سانت هوبرت ، كيبيك لجعل RRM حقيقة. "
وأوضح كاسيدي أن "نجاح عمليات RRM حتى الآن في محطة الفضاء الدولية (ISS) باستخدام Dextre هو شهادة على التميز في العديد من المنظمات والشركاء في وكالة ناسا".
كانت "مهمة إزالة تركيبات الغاز" لمدة ثلاثة أيام عبارة عن محاكاة أولية لممارسة التقنيات الأساسية لإصلاح الأقمار الصناعية المعطلة آليًا وإعادة تزويد السواتل التي تعمل بشكل رمزي بخلاف ذلك لتمتد لتمتد على مدى عمر أدائها لعدة سنوات.
يستخدم الفنيون القائمون على الأرض التركيبات والصمامات لتحميل جميع السوائل والغازات والوقود الأساسية في صهاريج تخزين الأقمار الصناعية قبل الإطلاق ، والتي يتم بعد ذلك إغلاقها وتغطيتها وعدم الوصول إليها عادةً مرة أخرى.
يقول فرانك سيبولينا ، المدير المساعد لمكتب قدرات خدمة الأقمار الصناعية (SSCO) في مركز جودارد لرحلات الفضاء في غرينبيلت ، ماريلاند: "لا يمكن المبالغة في تأثير محطة الفضاء كسرير اختبار تكنولوجي مفيد".
"سيتم عرض تقنيات خدمة الأقمار الصناعية الحديثة في بيئة فضائية حقيقية في غضون أشهر بدلاً من سنوات. هذا ضخم. إنه يمثل تقدماً حقيقياً في تقدم تكنولوجيا الفضاء ".
ستوضح أربع تجارب أخرى RRM تم تعيينها مبدئيًا لهذا العام قدرة الروبوت الذي يتم التحكم فيه عن بُعد على إزالة الحواجز وإعادة تعبئة خزانات غاز الأقمار الصناعية الفارغة في الفضاء وبالتالي توفير الأجهزة باهظة الثمن من الانضمام قبل الأوان إلى ساحة المدارات المدارية.
يمكن أن يكون توقيت عمليات RRM المستقبلية أمرًا صعبًا ويعتمد على توفر Dextre وذراع SSRMS التي يتم حجزها أيضًا بشكل كبير للعديد من عمليات ISS الجارية الأخرى مثل السير في الفضاء وأنشطة الصيانة والتجارب العلمية بالإضافة إلى الرص و / أو تفريغ ثابت تيار من السفن الحرجة لإعادة الإمداد مثل Progress و ATV و HTV و Dragon و Cygnus.
المرونة هي المفتاح لجميع عمليات محطة الفضاء الدولية. وعلى الرغم من أن طاقم المحطة لا يشارك في RRM ، قد تكون أنشطتهم.
قال لي بيكون: "في حين أن الطاقم نفسه لا يعتمد على Dextre في عملياته ، يمكن أن تؤثر عمليات Dextre بشكل غير مباشر على ما يمكن أو لا يمكن للطاقم القيام به". "على سبيل المثال ، خلال عمليات RRM لدينا ، لا يمكن للطاقم أداء أنشطة رياضية معينة بسبب كيف يمكن لهذه الحركة أن تؤثر على حركة Dextre."
فيما يلي قائمة بعمليات RRM القادمة - قيود جدول ISS المعلقة:
* إعادة التزود بالوقود (صيف 2012) - بعد أن يفتح Dextre صمام وقود مشابه للصمام المستخدم بشكل شائع على الأقمار الصناعية اليوم ، فإنه سينقل الإيثانول السائل إليه من خلال خرطوم وقود روبوتي متطور.
* المعالجة الحرارية للبطانيات الحرارية (TBD 2012) - سوف تتدرب Dextre على تقطيع شريط البطانية الحرارية ولف البطانية الحرارية للكشف عن المحتويات الموجودة تحتها.
* إزالة المسمار (السحابة) (TBD 2012) - ستقوم Dextre بفك مسامير الأقمار الصناعية (السحابات) تلقائيًا.
* إزالة الغطاء الكهربائي (TBD 2012) - ستقوم Dextre بإزالة الأغطية التي تغطي عادةً الوعاء الكهربائي للقمر الصناعي.
تم نقل RRM إلى المدار داخل خليج الشحن لمكوك الفضاء اتلانتيس خلال يوليو 2011 في مهمة المكوك النهائية (STS-135) من برنامج المكوك الذي استمر لمدة ثلاثة عقود من وكالة ناسا ثم تم تركيبه على منصة عمل خارجية على دعامة العمود الفقري لمحطة الفضاء الدولية من خلال رواد الفضاء في السير. المشروع هو جهد مشترك بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الكندية.
"هذا هو كل النجاح. واختتم كاسيدي قائلاً: "مع RRM ، نحن بالفعل نمهد الطريق لاستكشاف الروبوتات المستقبلية وخدمة الأقمار الصناعية".
…….
24 مارس (السبت): محاضرة مجانية لكين كريمر في جمعية نيو جيرسي الفلكية ، حديقة فورهيس الحكومية ، نيوجيرسي في الساعة 830 مساءً. الموضوع: Atlantis ، برنامج نهاية الأمريكتين المكوك ، RRM ، Orion ، SpaceX ، CST-100 ومستقبل رحلات الفضاء البشرية والروبوتية من وكالة ناسا
