Landsat-7 je v težavah. Približno 438 milj nad morjem plovila v velikosti miniva vsakih 16 dni krožijo okoli Zemlje. In že več kot 18 let je satelit zajemal slike našega vedno spreminjajočega se planeta. Toda Landsat-7 zmanjkuje goriva.
Sorodne vsebine
- Naslednja postaja: bencinske postaje v vesolju
Če bi bila plovila, vezana na Zemljo, to ne bi bila težava. Napolnimo vse - letala, vlake in avtomobile. Toda v vesolju je drugačna zgodba. Sateliti oddaljujejo stotine ali celo tisoče kilometrov od Zemlje, s hitrostjo na tisoče kilometrov na uro. Zaradi te hitrosti in razdalje so upravljavci tal v veliki meri nemočni, če gre kaj narobe. To vključuje tudi dolivanje goriva: Ko na satelitih zmanjka goriva, se odpovejo mrtvi. Edini izjemi sta Hubble in Mednarodna vesoljska postaja, oba sta na dovolj nizki orbiti, da jih je mogoče doseči s šatlom in jih je vredno poslati ljudi na servis.
Toda s povprečnimi cenami satelitov, ki presegajo milijardo dolarjev, je drago odstranjevanje obrti, ko pridejo v prazno, drago. Prispeva tudi k vedno večji težavi z vesoljskim smeti: Ti nekoč uporabni umetni predmeti postanejo potencialno smrtonosne nevarnosti v vesolju. "Mi tega ne počnemo, ker radi odmetavamo stvari, to počnemo, ker ni druge možnosti, " pravi Benjamin Reed, namestnik vodje projektov za NASA-ino oddelek za satelitsko servisiranje, skupina, ki je odločena spremeniti način gledanja raziskovalcev sateliti.
Sektor za satelitske servisne projekte, nameščen v skladišču v vesoljskem centru Goddard v Greenbeltu Maryland, si prizadeva za nove revolucionarne tehnologije, ki bi omogočile popravilo, dolivanje in nadgradnjo satelitov v orbiti. Do zdaj računalniška moč in tehnologija robotike nista bili dovolj izpopolnjeni, da bi omogočili to zapleteno prizadevanje.
Stene kavernoznega "epicentra" SSPD, kot ga imenuje Reed, so odete v črno krpo, da posnema temo prostora med simulacijami. Robotske roke, dolge vsakih pet ali več čevljev, so pritrjene pod različnimi koti na vsaki delovni postaji v sobi. Ob vratih sedi resničnostna replika Landsat-7, dve roki pa sta v nasprotni smeri, zamrznjeni na polovici pred plovilom.
Te orožje so del razvojne faze za projekt, imenovan Restore-L - plovilo, ki naj bi se poleti 2020 izstrelilo v vesolje in je namenjeno ponovnemu polnjenju satelitov, ki delujejo na prazno. Njen prvi cilj: Landsat-7.
Dolivanje z gorivom v vesolju pa je veliko bolj zapleteno, kot si morda mislite. Najprej mora plovilo dohiteti satelit, natančno se ujema z njegovo hitrostjo. "Ena milja na uro počasnejša in [Restore-L] je nikoli ne bo ujel; hitrost se zgodi eno miljo na uro, zgodijo se slabe stvari, "pravi Reed in trka s pestmi, da bi pokazal uničenje, ki bi prišlo.
Usmeriti takšno prizadevanje s tal bi bilo skoraj nemogoče. Vsaka majhna zamuda pri komunikaciji s strani zemeljskih operaterjev lahko povzroči katastrofo. Torej Restore-L potrebuje lastne možgane, da lahko sledijo in izračunajo svojo pot, da se priklopijo na satelit.
Vstopite v raven. Ta naprava je nekoliko manjša od zaboja za mleko s tremi optičnimi instrumenti: vidno svetlobo, infrardečo povezavo in tako imenovano LIDAR, ki oddaja laserje in zbira razpršeno svetlobo. Naprava se je februarja februarja pripeljala do Mednarodne vesoljske postaje in je bila od takrat pritrjena na zunanji strani postaje ter spremljala gibanje vseh prihajajočih in odhodnih vesoljskih plovil. Trije senzorji omogočajo spremljanje teh predmetov v vseh svetlobnih pogojih, pojasnjuje Ross Henry, vodilni preiskovalec projekta Raven.
Raven v bistvu pomaga ekipi razviti sistem avtopilotov, pravi Henry. Na skoraj 17 milj oddaljenem vesoljskem plovilu lahko opazite dohodna vesoljska plovila - na sliki so prikazana kot en slikovni pik. Raven nato s svojimi senzorji spremlja gibanje plovila. Na podlagi notranjega algoritma lahko Raven izpiše koordinate, ki podrobno določajo položaj dohodnega telesa v prostoru in njegovo usmeritev. Na koncu bodo v Restore-L vgrajeni senzorji, podobni Ravenom.
Med svojo misijo bodo ti senzorji dobili Restore-L blizu satelita v stiski. V primeru popravila Landsat-7 bi nato v uporabo stopile robotske roke Restore-L, ki so se priklenile na kovinski obroč na dnu satelita, ki je bil prvotno uporabljen za pritrditev Landsat-7 na vrh njegove raketne rakete.
Tako kot vaša roka ima tudi robot tri glavne točke gibanja - ramo, komolec in zapestje, razlaga Reed. Kamera, ki se nahaja na zapestju, pomaga, da sledi svojemu položaju glede na satelit in se odzove na drobne spremembe, ko par hitro prehaja skozi vesolje na tisoče kilometrov na uro.
"To počnemo tukaj, " pravi Reed in pokaže na drugo repliko dna satelita, ki sedi v skrajnem kotu skladišča. Spodnji obroč satelita sedi izpostavljeno, pred napravo pa stoji še ena robotska roka. Za izvedbo manevra drugi robot spusti dno satelita in se plete, robotska roka pa ga spremlja in še naprej spremlja svoje gibanje.
"Zdaj - in ne šalim se, ko to rečem - je lahek del, " pravi Reed. "In to je dejansko dolivanje goriva."
V tem "lahkem" delu misije bo Restore-L s pomočjo petih posebej zasnovanih orodij dobil dostop do ventila za gorivo. Odstraniti mora izolacijo, odstraniti zaporno žico čez zgornji pokrovček in odviti tri različne tesnilne pokrovčke. Nato bodo uporabljeni še dve posebej zasnovani orodji za navijanje dovodne ročice na šobo, dovajanje goriva pod 250 funtov na kvadratni centimeter tlaka in ponovno izoliranje vrat. Ko je dovajanje goriva končno, se sprednja polovica šobe loči od dvižne roke. Levo zadaj je novo pristanišče za gorivo, ki za dokončanje manevra potrebuje samo dve orodji, kar poenostavi vse prihodnje naloge za točenje goriva.
Cilj SSPD-ja je sodelovati z drugimi oblikovalci satelitov, da bi z vključitvijo nove zasnove pristanišč za gorivo pripomogli k temu, da bodo vsi prihodnji sateliti sposobni dotočiti gorivo. "Zdaj, ko smo dosegli točko, ko lahko o gorivu razpravljamo naravnost, zakaj ne bi zgradili naših satelitov da bodo sodelovali, "pravi Reed. Takšne satelitske nastavitve so prihodnost industrije, pravi. "Jasno je, da večina podjetij to prepozna in so že zainteresirana za kooperativno servisiranje."
Skupina tudi razmišlja o naložitvi prihodnjih bencinskih črpalk z dovolj goriva za servisiranje več satelitov, kot je mobilna bencinska črpalka v vesolju. "Če lahko pridete gor in obnovite življenje enega od teh satelitov v milijard dolarjih nadaljnjih pet ali deset let, ste svoj denar takoj povrnili, " pravi Henry. "Če jih lahko naredite pet, si lahko sami spremenite igro."
V prihodnje ekipa upa, da bodo lahko druge obrti, kot je Restore-L, pomagale nadgraditi ali servisirati druge satelite. Reed si prizadeva za tisto, kar je včasih znano kot pet R-jev, pravi Reed: daljinski pregled, premestitev, ponovno polnjenje, popravilo in zamenjava.
Nekega dne bodo odstranjeni sateliti stvar preteklosti. Reed je nekoč potreboval satelitske satelite, pravi Reed, zdaj pa so sodobni sistemi dokončani. "Satelitska industrija ni pokvarjena, " pravi. "Ponižno predlagamo satelitski svet, lahko bi bilo tudi bolje."
Reed in Henry se bosta med 16. in 18. junijem 2017 v Washingtonu v Washingtonu DC Attend predstavila na sejmu na Future Con, tridnevnem praznovanju znanosti, tehnologije in zabave v Awesome Con, če želite izvedeti več o robotih v vesolju, pa tudi o dinozavrih na Antarktiki, nanotehnologija pri delu in multiverse!
