A DARPA robot űrszerelőt épít a műholdak pályán történő rögzítésére

A DARPA, a Fejlett Védelmi Kutatási Projektek Ügynöksége, amely az amerikai hadsereg számára feltörekvő technológiák fejlesztéséért felelős, új csúcstechnológiás űrhajót épít – és fel van fegyverezve. Az Űrerő korszakában és növekvő fenyegetések, mint a vadász-gyilkos műholdak, ez talán nem hangzik túl meglepően. De félreérted. A DARPA új űrszondája, amely jelenleg a fejlesztés terén a „sűrűben” van fegyveres. Mint ahogy van, karjai vannak. Mint amilyeneket a dolgok megragadására használ.

A fegyveres robotok nem új keletűek. A mechanikus robotkarok egyre inkább elterjedtek itt a Földön. A robotkarokat megszokták komplex műtétet végezzen és flip hamburgert. A tenger alatti kutatójárművekhez rögzítve a víz alá merült roncsok vizsgálatára használták őket. Megszokták nyitott ajtók, bombákat hatástalanítani, és atomerőművek leszerelése. Nagyon sokoldalúak. De a tér egy teljesen más kérdés.

Baj a műholdakkal

A probléma megértéséhez képzelje el a következő forgatókönyvet: Veszel egy szuperautót. Minden lehetséges modern luxust megvan, az olyan prémium anyagok felhasználásával, mint a titán és a szén szálerősítésű epoxi kompozitokat a csúcskategóriás motorjához, amely úgy dorombol, mint a világ legjobbja drága cica. Csak van egy fogás. Bár az autót tartósra építették, ha már kihajtotta az eladótérről, már nem javíthatja, vagy akár bütykölheti is. Semmi. Nada. Postai irányítószám. Még a benzinkútra sem lehet vinni, amikor tankolni kell. Őrült, igaz? Még a legpazarabb sportsztárok, rapperek vagy nemzetközi fegyverkereskedők is valószínűleg kétszer is meggondolnák ezt az „üzletet”.

Ez teljesen analóg azzal a helyzettel, amelyben néhány mai műhold esetében vagyunk. Az egymilliárd dollárt is meghaladó árcédulák miatt a mai csúcskategóriás műholdak a Bugattikat és a McLareneket úgy nézik ki, mint egy aprópénz.

„Az űrhajók jelenlegi működési módja szerint felbocsátják őket, és [akkor] lényegében magukra maradnak életük hátralévő részében” – Joe Parrish, a DARPA programvezetője. Geoszinkron műholdak robotszervize (RSGS) program, mondta a Digital Trends. „Ha valami elromlik, vagy ha kifogy belőlük az üzemanyag vagy más fogyóeszköz, nincs más módszer az űrhajók fejlesztésére – akár javítás vagy feltöltés, vagy új képességek bevezetése… ami talán 20 év múlva is lehet, ahol a rajtuk lévő technológiák már nem a legjobbak elérhető."

Itt jön képbe a DARPA megoldása. "Az RSGS-sel olyan űrhajónk van, amely egy kereskedelmi műholdra hasonlít, de két robotkar van rajta" - mondta Parrish. "És ezeknek a robotkaroknak cserélhető eszközei vannak, amelyek sokféle műveletet tesznek lehetővé, beleértve az általunk kliensnek nevezett űrhajó megragadását [és javítási feladatok elvégzését]."

Részben robot ezermester, részben vontató

Ha minden a tervek szerint halad, az azt jelenti, hogy a történelemben először lehetséges „ügyes manipulációs” feladatokat végrehajtani a geoszinkron pályán lévő műholdak rögzítésére. Az RSGS űrszonda a pályán marad, amíg működésbe nem lép. Ezután a szóban forgó „kliens űrhajóhoz” navigál, a gépi látás A.I. segítségével autonóm módon rápattan, majd elindul külső karbantartási munkák elvégzése a műhold élettartamának meghosszabbítása, a rugalmasság növelése és a jövőbeni megbízhatóság javítása érdekében tevékenységek. Akár önálló rakományok telepítésére is használható.

Az RSGS két karja egyenként körülbelül 2 méter hosszú, ami körülbelül kétszerese egy felnőtt ember karjának. Az ötujjas, emberi stílusú kéz helyett egy sor cserélhető szerszámmal van ellátva, amelyek az elvégzendő feladatokra specializálódtak. Ezek a feladatok magukban foglalhatják egy elakadt napelem tömb vagy antenna ide vagy oda lökését.

Még a haldokló műholdakba is belekapaszkodhat, és „vontatóként” a temetői pályára húzhatja őket, 300 kilométerrel a normál geostacionárius pálya felett. Ez lehetővé teheti a műholdas társaságok számára, hogy „további néhány évvel” meghosszabbítsák űreszközeik élettartamát – mondta Parrish.

"A geostacionárius űrhajókkal általában az történik, hogy kifogy az úgynevezett állomásfenntartó üzemanyag" - mondta. „Ez az az üzemanyag, amely pozícióban tartja őket, hogy az Egyesült Államok vagy a Közel-Kelet felett állomásozó műhold ott maradjon, ahol a feladatát végzi. Ehhez évente bizonyos mennyiségű tüzelőanyagra van szükség hajtóanyagként való felhasználáshoz. Végül elfogy az üzemanyaguk, általában 15-20 év elteltével. Utána úgy kell őket ártalmatlanítani, hogy egy másik pályára állnak, és eltávolodnak az útból, hogy egy másik űrhajó a geoszinkron pályán a pályanyílásba kerülhessen.”

Emiatt a műholdak megtartanak egy kis mennyiségű üzemanyagot, ami lehetővé teszi számukra, hogy megtegyék ezt az utolsó utat. Ehelyett Parrish azt mondta, hogy az RSGS-t fel lehet használni arra, hogy a megszűnt műholdakat végső nyughelyükre szállítsák, miután az utolsó csepp állomásfenntartó üzemanyagot is elhasználtak.

A tér kihívásai

Természetesen ezek egyike sem egyértelmű. Parrish elmagyarázott néhány kihívást, amelyek az első RSGS űrszonda megépítésével és elindításával kapcsolatosak. Egyrészt az űr eléggé barátságtalan környezet. Még a Föld néhány veszélyesebb terepével összehasonlítva is, a geostacionárius pálya egy csomó új kihívást jelent.

„[Ön] olyan hőmérsékletről, amely felforralja a vizet, jóval olyan hőmérséklet alá kerül, amely megfagy” – mondta. „Ez sokszor megtörténik egy küldetés során. Képzeld el, hogy fagyasztasz, felengedsz, fagyasztasz, felengedsz, fagyasztasz, felengedsz, újra és újra. A szélsőséges hőmérsékleti viszonyok nagyon eltérnek attól, amivel laboratóriumi környezetben találkoznánk.”

Felmerül a légköri sugárzás okozta károk kérdése is, míg a vákuum miatt az alkatrészek, például a motorok és hajtóművek hagyományos kenési módszerei egyszerűen nem működnek. A hagyományos robotkarokon használt kenőanyagok egy pillanat alatt leforrnak.

Aztán ott van a kihívás az RSGS űrhajó pályára állítása. A műholdak sok mindent tartalmaznak, de egy dolog nem az, hogy különösen fürge, és képes úgy cipzározni, mint az autók az autópályán. Az RSGS azonban nem egy közönséges műhold. "További tolómotorokat és további üzemanyagot szállítunk, ami sokkal manőverezhetőbbé tesz minket, mint egy tipikus űrhajó" - magyarázta Parrish.

A robot vezérlése autonóm technológia és lépésről lépésre, ember által programozott utasítások kombinációjával történik. A távirányító alkalmazásának terveit megtorpedózza az utasítások küldésének késése 37 000 kilométerre a Föld felett.

"A gyakorlatban kiderül, hogy az embereknek nagy nehézséget jelent a robotok távműködtetése ekkora késleltetéssel" - mondta Parrish. „Elbírnak egy negyed másodperces késleltetést attól az időponttól számítva, amikor beírnak valamit, amíg meglátják, hogy a robot abba az irányba mozog, hogy végrehajtsa a parancsot. Két másodperc valahogy kizökkent minket a robot joystick vezérléséből.”

Az indítás a sarkon van

Jelenleg a csapat keményen dolgozik a robotkarok építésén, amellett, hogy más projektelemeket, például különféle megfogószerszámokat és fedélzeti kamerákat fejleszt. A tesztelésre a tervek szerint jövő év végén vagy 2022 elején kerül sor. Ezt követően a tervek szerint 2023-ban pályára állítják a robotszerelőt. „Ez egyesek számára távolinak tűnhet, de nekem, mint projektmenedzsernek, a sarkon van” – mondta Parrish.

Azonban ne várja el, hogy magányos maradjon. Reméljük, hogy ha az első RSGS sikeres lesz, az számos továbbiat fog szülni – mondta.

Mivel jelenleg nincs hiány a pályán keringő műholdakban, és a közeljövőben még sok mást is fel kell indítani, valószínűleg ez lesz az a robot, amelynél nincs hiány a munkából.

Szerkesztői ajánlások

• Ez a figyelemre méltó alakváltó robot egy napon a Mars felé indulhat
• Az olyan műholdak, mint a SpaceX Starlink, megzavarják a Hubble megfigyeléseket
• A NASA Lunar Flashlight műholdja nem éri el tervezett pályáját
• Egy nagy NASA műhold zuhan vissza a Földre, miután több évtizedes keringési pályán volt
• Nézze meg, amint egy SpaceX rakéta 90 másodperc alatt kering és vissza