Test di volo di un prototipo di droide da parte degli studenti del MIT. clicca per ingrandire
Gli ingegneri del MIT hanno recentemente consegnato un piccolo satellite alla Stazione Spaziale Internazionale. È dotato di una serie di propulsori ad anidride carbonica che gli consentono di manovrare all'interno della stazione. Nei prossimi anni verranno consegnati alla stazione due SPHERES (Synchronized Position Hold Engage Re-orient Experimental Satellites) per testare come possono volare in formazione.
Sei anni fa, il professore di ingegneria del MIT David Miller ha mostrato il film Star Wars ai suoi studenti nel loro primo giorno di lezione. C'è una scena a cui Miller è particolarmente affezionato, quella in cui Luke Skywalker si lancia con un droide da battaglia galleggiante. Miller si alzò e indicò: "Voglio che tu mi costruisca alcuni di quelli".
Così hanno fatto. Con il supporto del Dipartimento della Difesa e della NASA, gli studenti universitari di Miller hanno costruito cinque droidi funzionanti. E ora, uno di loro è a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS).
"Sembra solo un droide da battaglia", ride Miller. In realtà è un piccolo satellite, il primo dei tre piani della NASA da inviare alla ISS. Insieme, percorreranno i corridoi della stazione spaziale, imparando a volare in formazione.
I piccoli satelliti sono una nuova calda idea nell'esplorazione dello spazio: invece di lanciare un grande satellite pesante per fare un lavoro, perché non lanciare molti piccoli? Possono orbitare attorno alla Terra in tandem, ognuno facendo la propria piccola parte della missione complessiva. Se un brillamento solare colpisce un satellite - nessun problema. Il resto può chiudere i ranghi e andare avanti. Anche i costi di lancio sono ridotti, perché piccoli satelliti possono fare un giro all'interno di carichi utili più grandi, arrivando allo spazio quasi gratuitamente.
Ma c'è un problema: volare in formazione è più complicato di quanto sembri. Chiedi a una folla di persone di allineare un singolo file e saranno in grado di capirlo e farlo piuttosto facilmente. Far sì che un gruppo di satelliti in orbita faccia la stessa cosa, risulta, è estremamente difficile.
"Supponiamo di avere in orbita un gruppo di satelliti", afferma Miller, "e uno o due di loro perdono il loro posto". Forse un bagliore solare rimescola temporaneamente i loro computer di bordo o un colpo del propulsore non ha funzionato come previsto. L'intero cluster si trova fuori di testa. La correzione del problema richiede un complesso set di regolazioni tridimensionali, coordinate tra tutti i satelliti, forse dozzine o centinaia di essi. "Dobbiamo suddividere questo in istruzioni passo per passo, concrete che un computer può capire", afferma Miller.
E questo ci riporta alla ISS:
La sfida di Miller per la sua classe di ingegneria universitaria nel 1999 era quella di progettare un piccolo robot approssimativamente sferico che potesse galleggiare a bordo della ISS e manovrare usando propulsori di CO2 compressi. Il progetto, chiamato SPHERES (Synchronized Position Hold Engage Re-orient Experimental Satellite), servirebbe da banco di prova per provare software sperimentale per controllare i cluster di satelliti. Le sfere robotiche forniscono una piattaforma generica composta da sensori, propulsori, comunicazioni e un microprocessore; gli scienziati che lavorano su nuove idee software possono caricare il loro software su quella piattaforma per vedere come funzionano queste idee. È un modo rapido e relativamente economico per testare nuove teorie sulla progettazione del software.
Le possibili applicazioni includono il ritorno sulla Luna della NASA (vedi Vision for Space Exploration). Un modo per costruire una nave lunare è assemblarlo pezzo per pezzo nell'orbita terrestre. "Il software progettato per controllare i piccoli satelliti potrebbe essere utilizzato anche per manovrare insieme i pezzi di un'astronave", afferma Miller.
La prima SFERA è arrivata sulla ISS ad aprile nascosta all'interno di un missile di approvvigionamento Progress. (Ricorda, i piccoli satelliti sono buoni autostoppisti.) Alla fine altri due SPHERES si uniranno ad esso, uno entro la fine dell'anno, quando la navetta spaziale Discovery (STS-121) tornerà alla stazione, e un'altra portata in orbita da una futura missione della navetta.
In che modo gli astronauti distingueranno le tre SFERE? "Sono codificati a colori", spiega Miller. Quello a bordo ora è rosso; il secondo sarà blu e il terzo giallo.
"Rosso" è già occupato. "Ad esempio, gli abbiamo comandato di eseguire una varietà di manovre: anelli e curve. E abbiamo testato la capacità del robot di risolvere i problemi ". Gli astronauti hanno cercato di ingannare il Rosso facendo attaccare uno dei suoi propulsori. Il robot ha diagnosticato l'errore, ha disattivato l'elica e è tornato alla stazione.
"Non male per un piccolo droide", dice Miller. "Non vedo l'ora di vedere cosa possono fare tre di loro."
Fonte originale: Comunicato stampa NASA
