ДАРПА гради роботског свемирског механичара да поправи сателите у орбити

ДАРПА, Агенција за напредне истраживачке пројекте у области одбране која је одговорна за развој нових технологија за америчку војску, гради нову свемирску летелицу високе технологије - и то наоружана. У доба свемирских снага и растуће претње попут сателита ловаца-убица, ово можда не звучи превише изненађујуће. Али сте у неспоразуму. ДАРПА-ина нова свемирска летелица, која је тренутно „у врхунцу“ када је у питању развој, јесте наоружани. Као, има руке. Као оне које користите за хватање ствари.

Наоружани роботи нису нови. Механичке роботске руке су све распрострањеније овде на Земљи. Навикле су роботске руке спровести сложену операцију и флип бургерс. Закачени за подводна истраживачка возила, коришћени су за испитивање потопљених олупина. Навикли су отворена врата, деактивирати бомбе, и разградњу нуклеарних електрана. Они су прилично разноврсни. Али простор је сасвим друга ствар.

Проблем са сателитима

Да бисте разумели проблем, замислите овај сценарио: купујете супераутомобил. Има сваки могући савремени луксуз, од употребе врхунских материјала попут титанијума и угљеника епоксидни композити ојачани влакнима у свој врхунски мотор, који преде као већина на свету скупо маче. Само постоји квака. Иако је аутомобил направљен да траје, када га одвезете са продајног места, више вам није дозвољено да га поправљате или чак петљате са њим. Ништа. Нада. Зип. Није могуће чак ни да га однесете на бензинску пумпу када треба да се напуни горивом. Лудо, зар не? Чак и најекстравагантније спортске звезде, репери или међународни трговци оружјем вероватно би двапут размислили о том „договору“.

Ово је потпуно аналогно ситуацији у којој се налазимо са неким од данашњих сателита. А са ценама које могу да премаше милијарду долара, данашњи врхунски сателити чине да Бугати и Мекларени изгледају као накарадна промена.

„Тренутни начин на који управљамо свемирским летелицама, они су лансирани и [тада] су у суштини сами до краја живота“, Џо Париш, програмски менаџер за ДАРПА-у Роботски сервис геосинхроних сателита (РСГС), рекао је за Дигитал Трендс. „Ако нешто пође по злу, или ако им понестане горива или неког другог потрошног материјала, не постоји други начин да се побољшају те свемирске летелице – било путем поправком или допуном или постављањем нових способности... то би можда могло бити 20 година касније, када технологије на њима више нису најбоље доступан."

Ту на сцену ступа ДАРПА-ино решење. „Са РСГС-ом имамо свемирски брод који изгледа слично комерцијалном сателиту, али има две роботске руке на себи“, рекао је Паррисх. „А те роботске руке имају заменљиве алате који омогућавају низ различитих операција које укључују хватање за оно што зовемо клијентска летелица [и обављање задатака поправке.]

Делом робот мајстор, делом шлеп камион

Ако све иде по плану, то ће значити да је, по први пут у историји, могуће извршити задатке „спретне манипулације“ како би се помогло фиксирању сателита у геосинхроној орбити. Свемирска летелица РСГС ће висити у орбити док не буде позвана у акцију. Затим ће се навигирати до дотичне „клијентске свемирске летелице“, аутономно се закачити на њу користећи машински вид АИ, а затим кренути обављање екстерних радова на одржавању како би се продужио животни век тог сателита, побољшала отпорност и побољшала поузданост за будућност операције. Може се чак користити и за инсталирање самосталних корисних терета.

Две руке РСГС-а су дугачке отприлике 2 метра, око дупло дуже од руке одрасле особе. Уместо руке са пет прстију, у људском стилу, опремљен је низом заменљивих алата специјализованих за било који задатак који би требало да изврши. Ти задаци могу укључивати гурање заглављеног соларног низа или антене овде или тамо.

Могао би чак да се ухвати за умируће сателите и повуче их, попут „неке врсте камиона за вучу“, у орбиту гробља 300 километара изнад нормалне геостационарне орбите. Ово би могло омогућити сателитским компанијама да продуже животни век својих свемирских средстава за "још неколико година", рекао је Паррисх.

„Обично оно што се дешава са геостационарним свемирским летелицама је да им понестане онога што се зове гориво за чување станице“, рекао је он. „Ово је гориво које их држи на позицији, тако да сателит који је стациониран изнад Сједињених Држава или Блиског истока или где год ради свој посао остаје тамо. То захтева одређену количину горива сваке године да би се користила као погонско гориво. На крају им понестане горива, обично 15 до 20 година свог животног века. Затим би требало да се збрину тако што ће се померити у другу орбиту, удаљити се од пута тако да друга свемирска летелица може да уђе у тај орбитални слот у геосинхроној орбити."

Из тог разлога, сателити задржавају додатни део горива, што им омогућава да направе ово последње путовање. Уместо овога, Паррисх је рекао да би РСГС могао да се користи за транспорт угашених сателита до њиховог последњег почивалишта након што потроше сваку последњу кап горива за чување станице.

Изазови свемира

Ништа од овога није једноставно, наравно. Паррисх је објаснио неке од изазова који постоје са изградњом и лансирањем прве свемирске летелице РСГС. Као прво, простор је прилично негостољубиво окружење. Чак и у поређењу са неким од опаснијих терена на Земљи, геостационарна орбита долази са мноштвом нових изазова.

„[Ви] прелазите са температуре која би прокључала воду на температуру знатно испод температуре која би замрзнула воду“, рекао је он. „То се дешава много, много пута током мисије. Замислите замрзавање, одмрзавање, замрзавање, одмрзавање, замрзавање, одмрзавање, изнова и изнова. Екстреми температуре су веома различити од оних на које бисте наишли у лабораторијском окружењу."

Постоји и питање оштећења од атмосферског зрачења, док вакуум простора значи да традиционалне методе подмазивања компоненти као што су мотори и зупчаници једноставно неће радити. Сва мазива која се користе на конвенционалним роботским рукама би у трену искупала.

Затим постоји изазов маневрисања свемирским бродом РСГС у орбити. Сателити су многе ствари, али једна ствар није посебно окретна и способна да се врти около попут аутомобила на аутопуту. Међутим, РСГС није обичан сателит. „Носимо додатне потиснике и додатно гориво које нас чини много лакшим за маневрисање од типичне свемирске летелице“, објаснио је Париш.

Робот се контролише коришћењем комбинације аутономне технологије и корак по корак, инструкција које програмира човек. Планови за коришћење даљинског управљања били су торпедовани временским кашњењем у слању инструкција 37.000 километара изнад Земље.

„У пракси се показало да људи имају велике потешкоће у телеоперацији робота са таквим временским кашњењем“, рекао је Паррисх. „Они могу да поднесу временско кашњење од четврт секунде од тренутка када нешто унесу до тренутка када виде да се робот креће у том правцу да би извршио команду. Две секунде нас на неки начин одузимају од могућности да управљамо џојстиком робота."

Лансирање је одмах иза угла

Тренутно, тим напорно ради на изградњи роботских руку, поред развоја других компоненти пројекта као што су различити алати за хватање и уграђене камере. Планирано је да се тестирање обави крајем следеће године или почетком 2022. Након тога, план је да се робот механичар лансира у орбиту 2023. године. „Некоме то може звучати далеко, али мени као менаџеру пројекта, то је одмах иза угла“, рекао је Паррисх.

Ипак, не очекујте да ће остати усамљено. Надамо се да ће, ако први РСГС буде успешан, то донети бројне додатне, рекао је он.

Без недостатка сателита који су тренутно у орбити, и још много тога за лансирање у блиској будућности, ово ће вероватно бити један робот коме нема мањка посла.

Препоруке уредника

• Овај изузетан робот који мења облик могао би једног дана да се упути на Марс
• Сателити попут СпацеКс-овог Старлинка ометају Хаблова посматрања
• НАСА-ин сателит Лунар Фласхлигхт неће стићи до планиране орбите
• Велики НАСА сателит пада назад на Земљу након деценија у орбити
• Гледајте како СпацеКс ракета јури у орбиту и назад за 90 секунди