DARPA कक्षा में उपग्रहों को ठीक करने के लिए एक रोबोटिक स्पेस मैकेनिक का निर्माण कर रहा है

DARPA, रक्षा उन्नत अनुसंधान परियोजना एजेंसी, जो अमेरिकी सेना के लिए उभरती प्रौद्योगिकियों को विकसित करने के लिए ज़िम्मेदार है, एक नया उच्च तकनीक अंतरिक्ष यान बना रही है - और यह सशस्त्र है। अंतरिक्ष बल के युग में और शिकारी-हत्यारे उपग्रहों जैसे बढ़ते खतरे, यह बहुत आश्चर्यजनक नहीं लग सकता है। लेकिन आप गलत समझ रहे हैं. जब विकास की बात आती है तो DARPA का नया अंतरिक्ष यान वर्तमान में "इसके गहनतम में" है सशस्त्र. जैसे, इसके पास हथियार हैं। जैसे कि आप चीजों को हथियाने के लिए इस्तेमाल करते हैं।

सशस्त्र रोबोट नए नहीं हैं। यांत्रिक रोबोट हथियार पृथ्वी पर तेजी से व्यापक हो रहे हैं। रोबोट हथियारों का इस्तेमाल किया गया है जटिल सर्जरी करना और फ्लिप बर्गर. समुद्र के नीचे अन्वेषण वाहनों से जुड़े, उनका उपयोग जलमग्न मलबे की जांच के लिए किया गया है। उन्हें इसकी आदत हो गई है दरवाजा खोलें, बमों को निष्क्रिय करो, और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को बंद करना. वे काफ़ी बहुमुखी हैं। लेकिन अंतरिक्ष पूरी तरह से एक अलग मामला है।

उपग्रहों से परेशानी

समस्या को समझने के लिए, इस परिदृश्य की कल्पना करें: आप एक सुपरकार खरीदते हैं। इसमें टाइटेनियम और कार्बन जैसी प्रीमियम सामग्रियों के उपयोग से लेकर हर संभव आधुनिक विलासिता है इसके टॉप-ऑफ-द-रेंज इंजन में फाइबर-प्रबलित एपॉक्सी कंपोजिट है, जो दुनिया के सबसे अधिक इंजन की तरह गड़गड़ाता है महँगा बिल्ली का बच्चा. केवल एक पकड़ है. हालाँकि कार को लंबे समय तक चलने के लिए बनाया गया है, एक बार जब आप इसे बिक्री स्थल से हटा देते हैं, तो आपको इसकी मरम्मत करने या यहां तक ​​कि इसके साथ छेड़छाड़ करने की भी अनुमति नहीं होती है। कुछ नहीं। नाडा. ज़िप. जब इसमें ईंधन भरना हो तो इसे गैस स्टेशन तक ले जाना भी संभव नहीं है। पागल, सही? यहां तक ​​कि सबसे महंगे खेल सितारे, रैपर्स या अंतरराष्ट्रीय हथियार डीलर भी शायद उस "सौदे" के बारे में दो बार सोचेंगे।

यह पूरी तरह से उस स्थिति के अनुरूप है जिसमें हम आज के कुछ उपग्रहों के साथ हैं। और एक अरब डॉलर से अधिक कीमत वाले टैग के साथ, आज के टॉप-ऑफ़-द-लाइन उपग्रह बुगाटिस और मैकलारेन्स को एक बड़े बदलाव की तरह बनाते हैं।

DARPA के प्रोग्राम मैनेजर जो पैरिश ने कहा, "मौजूदा तरीके से हम अंतरिक्ष यान संचालित करते हैं, उन्हें लॉन्च किया जाता है और वे अपने शेष जीवन के लिए अनिवार्य रूप से अपने आप पर निर्भर रहते हैं।" जियोसिंक्रोनस उपग्रहों की रोबोटिक सर्विसिंग (आरएसजीएस) कार्यक्रम, डिजिटल ट्रेंड्स को बताया। "अगर कुछ गलत हो जाता है, या यदि उनका ईंधन या कोई अन्य उपभोग्य वस्तु खत्म हो जाती है, तो उन अंतरिक्ष यान में जाने और उन्हें सुधारने का कोई अन्य तरीका नहीं है - या तो के माध्यम से मरम्मत या पुनःपूर्ति या नई क्षमताओं को स्थापित करके... शायद 20 साल हो सकते हैं, जहां उन पर प्रौद्योगिकियां अब सर्वोत्तम नहीं हैं उपलब्ध।"

यहीं पर DARPA का समाधान काम आता है। पैरिश ने कहा, "आरएसजीएस के साथ, हमारे पास एक अंतरिक्ष यान है जो एक वाणिज्यिक उपग्रह के समान दिखता है, लेकिन इसमें दो रोबोट हथियार हैं।" "और उन रोबोट हथियारों में विनिमेय उपकरण होते हैं जो विभिन्न प्रकार के विभिन्न ऑपरेशनों की अनुमति देते हैं जिनमें जिसे हम क्लाइंट अंतरिक्ष यान कहते हैं उसे पकड़ना [और मरम्मत कार्य करना शामिल है।]"

कुछ भाग रोबोट अप्रेंटिस, कुछ भाग खींचने वाला ट्रक

क्या सभी को योजना बनानी चाहिए, इसका मतलब यह होगा कि, इतिहास में पहली बार, भू-समकालिक कक्षा में उपग्रहों को ठीक करने में मदद करने के लिए "कुशल हेरफेर" कार्यों को अंजाम देना संभव है। आरएसजीएस अंतरिक्ष यान तब तक कक्षा में लटका रहेगा जब तक उसे कार्रवाई के लिए नहीं बुलाया जाता। इसके बाद यह संबंधित "क्लाइंट अंतरिक्ष यान" पर नेविगेट करेगा, मशीन विज़न ए.आई. का उपयोग करके स्वायत्त रूप से इसे पकड़ लेगा, और फिर आगे बढ़ जाएगा। उस उपग्रह के जीवन काल को बढ़ाने, लचीलापन बढ़ाने और भविष्य के लिए विश्वसनीयता में सुधार करने के लिए बाहरी रखरखाव कार्य करना परिचालन. इसका उपयोग स्व-निहित पेलोड स्थापित करने के लिए भी किया जा सकता है।

आरएसजीएस की दोनों भुजाएं लगभग 2 मीटर लंबी हैं, जो एक वयस्क मानव बांह की लंबाई से लगभग दोगुनी है। पाँच-उंगलियों वाले, मानव-शैली वाले हाथ के स्थान पर, इसे जिस भी कार्य को पूरा करना होता है, उसके लिए विशिष्ट विनिमेय उपकरणों की एक श्रृंखला से लैस किया जाता है। उन कार्यों में यहां या वहां अटके हुए सौर सरणी या एंटीना को हिलाना शामिल हो सकता है।

यह मरते हुए उपग्रहों को भी पकड़ सकता है और उन्हें "एक प्रकार के टो ट्रक" की तरह सामान्य भूस्थैतिक कक्षा से 300 किलोमीटर ऊपर कब्रिस्तान की कक्षा में खींच सकता है। पैरिश ने कहा, इससे उपग्रह कंपनियों को अपनी अंतरिक्ष संपत्तियों का जीवन "कुछ और वर्षों" तक बढ़ाने की अनुमति मिल सकती है।

उन्होंने कहा, "आम तौर पर भूस्थैतिक अंतरिक्ष यान के साथ क्या होता है कि उनका स्टेशन-रखने वाला ईंधन ख़त्म हो जाता है।" “यह वह ईंधन है जो उन्हें स्थिति में रखता है, ताकि एक उपग्रह जो संयुक्त राज्य अमेरिका या मध्य पूर्व या जहां भी अपना काम कर रहा है, वहां तैनात रहे। प्रणोदक के रूप में उपयोग करने के लिए हर साल एक निश्चित मात्रा में ईंधन की आवश्यकता होती है। अंततः, उनके जीवनकाल में आमतौर पर 15 से 20 वर्षों में उनका ईंधन ख़त्म हो जाता है। फिर उन्हें एक अलग कक्षा में ले जाकर, रास्ते से हटकर निपटाया जाना चाहिए ताकि कोई अन्य अंतरिक्ष यान भू-समकालिक कक्षा में उस कक्षीय स्लॉट में जा सके।

इस कारण से, उपग्रह ईंधन का अतिरिक्त हिस्सा अपने पास रख लेते हैं, जिससे उन्हें यह अंतिम यात्रा करने की अनुमति मिलती है। इसके बजाय, पैरिश ने कहा कि आरएसजीएस का उपयोग स्टेशन-रखने वाले ईंधन की हर आखिरी बूंद का उपयोग करने के बाद निष्क्रिय उपग्रहों को उनके अंतिम विश्राम स्थल तक पहुंचाने के लिए किया जा सकता है।

अंतरिक्ष की चुनौतियाँ

निःसंदेह, इनमें से कोई भी सीधा-सरल नहीं है। पैरिश ने पहले आरएसजीएस अंतरिक्ष यान के निर्माण और प्रक्षेपण से जुड़ी कुछ चुनौतियों के बारे में बताया। एक बात के लिए, अंतरिक्ष एक बहुत ही दुर्गम वातावरण है। यहां तक ​​कि पृथ्वी पर कुछ अधिक खतरनाक इलाकों की तुलना में, भूस्थैतिक कक्षा कई नई चुनौतियों के साथ आती है।

"[आप] ऐसे तापमान से जाएं जो पानी को उबाल देगा और ऐसे तापमान से काफी नीचे चला जाएगा जो पानी को जमा देगा," उन्होंने कहा। “एक मिशन के दौरान ऐसा कई-कई बार होता है। बार-बार जमने, पिघलने, जमने, पिघलने, जमने, पिघलने की कल्पना करें। तापमान की चरम सीमा प्रयोगशाला के वातावरण में आपके सामने आने वाले तापमान से बहुत भिन्न होती है।"

वायुमंडलीय विकिरण से होने वाले नुकसान का भी मुद्दा है, जबकि अंतरिक्ष के निर्वात का मतलब है कि मोटर और गियर जैसे घटकों को चिकनाई देने के पारंपरिक तरीके काम नहीं करेंगे। पारंपरिक रोबोट हथियारों पर इस्तेमाल किया गया कोई भी स्नेहक एक पल में उबल जाएगा।

फिर आरएसजीएस अंतरिक्ष यान को कक्षा में घुमाने की चुनौती है। उपग्रह बहुत सारी चीजें हैं, लेकिन एक चीज जो वे नहीं हैं वह विशेष रूप से फुर्तीला है और फ्रीवे पर कारों की तरह घूमने में सक्षम है। हालाँकि, RSGS कोई साधारण उपग्रह नहीं है। पैरिश ने बताया, "हम अतिरिक्त थ्रस्टर्स और अतिरिक्त ईंधन ले जाते हैं जो हमें एक सामान्य अंतरिक्ष यान की तुलना में अधिक गतिशील बनाता है।"

रोबोट को स्वायत्त प्रौद्योगिकी और चरण-दर-चरण, मानव-प्रोग्राम किए गए निर्देशों के संयोजन का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है। पृथ्वी से 37,000 किलोमीटर ऊपर निर्देश भेजने में समय की देरी के कारण रिमोट-कंट्रोल को नियोजित करने की योजना विफल हो गई।

पैरिश ने कहा, "व्यवहार में यह पता चला है कि मनुष्यों को इतने समय की देरी के साथ रोबोट को टेलीऑपरेट करने में बड़ी कठिनाई होती है।" “वे कुछ इनपुट करने के समय से लेकर रोबोट को कमांड निष्पादित करने के लिए उस दिशा में आगे बढ़ते हुए देखने के समय की एक चौथाई सेकंड की देरी को संभाल सकते हैं। रोबोट को जॉयस्टिक करने में सक्षम होने में हमें दो सेकंड का समय लगता है।

लॉन्च बस अब होने ही वाला है

वर्तमान में, टीम विभिन्न ग्रिपर टूल और ऑनबोर्ड कैमरे जैसे अन्य परियोजना घटकों को विकसित करने के अलावा, रोबोट हथियारों के निर्माण पर कड़ी मेहनत कर रही है। परीक्षण अगले साल के अंत में या 2022 की शुरुआत में करने की योजना है। इसके बाद 2023 में रोबोट मैकेनिक को कक्षा में लॉन्च करने की योजना है। पैरिश ने कहा, "कुछ लोगों को यह बहुत दूर की बात लग सकती है, लेकिन प्रोजेक्ट मैनेजर के रूप में मेरे लिए यह बिल्कुल नजदीक है।"

हालाँकि, यह उम्मीद न करें कि यह अकेला रहेगा। उन्होंने कहा, हम उम्मीद कर रहे हैं कि यदि पहला आरएसजीएस सफल होता है, तो इससे कई अतिरिक्त आरएसजीएस को बढ़ावा मिलेगा।

वर्तमान में कक्षा में उपग्रहों की कोई कमी नहीं है, और निकट भविष्य में और भी बहुत कुछ लॉन्च किया जाना है, यह एक ऐसा रोबोट होने की संभावना है जिसके पास काम की कोई कमी नहीं है।

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