Un team combinato di ingegneri americani e canadesi ha compiuto un importante primo passo in avanti applicando con successo nuove ricerche robotiche di prim'ordine nel suo genere condotte a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) per l'eventuale riparazione e rifornimento di carburante di satelliti spaziali in orbita di alto valore e che potrebbe un giorno portare a miliardi di dollari di risparmi sui costi per i settori dello spazio commerciale e del governo.
Ricercatori gioiosi di entrambe le nazioni hanno gridato "Sì !!!" - dopo aver utilizzato con successo l'esperimento della missione di rifornimento di carburante (RRM) - imbullonato al di fuori dell'ISS - come banco di prova tecnologico per dimostrare che un robot controllato a distanza nel vuoto dello spazio potrebbe svolgere compiti di lavoro delicati che richiedono un controllo del movimento estremamente preciso. Il rivoluzionario esperimento di robotica potrebbe prolungare la vita operativa utilizzabile dei satelliti già in orbita terrestre su cui non si è nemmeno pensato di lavorare.
"Dopo aver dedicato molti mesi di tempo professionale e personale a RRM, è stata una grande corsa emotiva e una rassicurazione per me vedere il primo flusso video da uno strumento RRM", ha dichiarato Justin Cassidy in un'intervista approfondita esclusiva con Space Magazine. Cassidy è RRM Hardware Manager presso il Goddard Spaceflight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland.
E il team RRM ha già in programma di condurre esperimenti di follow-up ancora più ambiziosi a partire già da questa estate, incluso il tanto atteso trasferimento di liquidi per simulare un vero rifornimento di carburante satellitare che potrebbe trasfigurare applicazioni di robotica nello spazio - vedi i dettagli di seguito!
Tutte le operazioni robotiche alla stazione erano controllate a distanza da controllori di volo da terra. Lo scopo del controllo remoto e della robotica è di liberare l'equipaggio umano della ISS in modo che possano lavorare su altre importanti attività e condurre esperimenti scientifici che richiedono il pensiero e l'intervento sul posto umano.
Per un periodo di tre giorni dal 7 al 9 marzo, gli ingegneri hanno eseguito operazioni congiunte tra l'esperimento della Rifornimento di carburante robotico (RRM) della NASA e il "tuttofare" robotico dell'Agenzia spaziale canadese (CSA) - il robot Dextre. Dextre è ufficialmente soprannominato SPDM o Manipolatore abile di uso speciale.
Il primo giorno, gli operatori robotici sulla Terra hanno manovrato in remoto il “tuttofare” Dextre lungo 12 piedi (3,7 metri) nell'esperimento RRM usando il braccio robotico canadese (SSRMS) della stazione spaziale.
La "mano" di Dextre, tecnicamente nota come "OTCM", afferrò e ispezionò tre diversi strumenti di lavoro satellitari specializzati alloggiati all'interno dell'unità RRM. Le valutazioni meccaniche ed elettriche complete dello strumento del cappuccio di sicurezza, del tronchese e dello strumento di manipolazione delle coperte e dello strumento multifunzione hanno scoperto che tutti e tre gli strumenti funzionavano perfettamente.
"I nostri team hanno agganciato meccanicamente la" mano "del robot canadese" Dextre "allo strumento RRM Safety Cap (SCT). RRM SCT è la prima unità in orbita a utilizzare la capacità video della mano Dextre OTCM ”, ha spiegato Cassidy.
"All'inizio delle operazioni con gli utensili, i controllori di missione hanno guidato meccanicamente in avanti l'ombelico elettrico dell'OTCM per accoppiarlo con la scatola elettronica integrata di SCT. Quando il potere è stato applicato a quell'interfaccia, il nostro team è stato in grado di vederlo sui televisori a grande schermo di Goddard: il video "prima luce" di SCT mostrava un colpo dello strumento all'interno del vano di stivaggio RRM (vedi foto).
"La nostra squadra è scoppiata in un grido di" Sì! " per elogiare questo controllo del sistema funzionale elettrico di successo. "
Dextre ha quindi svolto vari compiti volti a testare la manipolazione di una varietà di raccordi, valvole, fili e guarnizioni rappresentativi del gas situati all'esterno del modulo RRM. Ha rilasciato serrature di sicurezza e ha tagliato meticolosamente due fili estremamente sottili per lucchetto satellitare - realizzati in acciaio - e misurando solo 20 millesimi di pollice (0,5 mm) di diametro.
“L'evento di taglio del filo è durato solo pochi minuti. Ma entrambe le attività di taglio del filo hanno richiesto circa 6 ore di operazioni robotizzate coordinate e sicure. Il filo del lucchetto era stato instradato, attorcigliato e legato a terra all'interfaccia di Ambient Cap e T-Valve prima del volo ", ha detto Cassidy.
Questo esercizio RRM rappresenta la prima volta che il robot Dextre è stato utilizzato per un progetto di ricerca e sviluppo tecnologico sulla ISS, una grande espansione delle sue capacità oltre a quelle della manutenzione robotica del massiccio avamposto in orbita.
Didascalia video: Missione di rifornimento di carburante robotica di Dextre: Giorno 2. Il secondo giorno della missione più impegnativa di Dextre si è concluso con successo l'8 marzo 2012 quando il tuttofare robotizzato ha completato i suoi tre compiti assegnati. Credito: NASA / CSA
Complessivamente, i tre giorni di attività sono durati circa 43 ore e sono proceduti in modo leggermente più veloce del previsto, in quanto erano quasi nominali come ci si poteva aspettare.
"I giorni 1 e 2 sono durati circa 18 ore", ha detto a Space Magazine Charles Bacon, ingegnere responsabile dei sistemi / RRM della NASA Goddard. “Il Day 3 è durato circa 7 ore da quando abbiamo terminato tutte le attività in anticipo. Tutti e tre i giorni sono partiti per 18 ore, con il team che ha lavorato su due turni. Quindi il tempo è stato come previsto, e in realtà un po 'meglio da quando abbiamo finito presto l'ultimo giorno. "
"Negli ultimi mesi, il nostro team ha posto le basi per dimostrazioni in orbita di RRM", mi ha detto Cassidy. "Proprio come una produzione teatrale, abbiamo molti ingegneri dietro le quinte che hanno fornito supporto allo sviluppo e continuano a far parte delle operazioni RRM in orbita".
“In ogni fase della RRM — dalla preparazione, consegna, installazione e ora alle operazioni — sono sorpreso dagli immensi sforzi che molti team diversi hanno contribuito a realizzare la RRM. L'Ufficio delle funzionalità di assistenza satellitare del Goddard Space Flight Center della NASA ha collaborato con Johnson Space Center, Kennedy Space Center (KSC), Marshall Space Flight Center e il centro di controllo dell'Agenzia spaziale canadese a St. Hubert, Quebec, per rendere la RRM una realtà. "
"Il successo delle operazioni RRM fino ad oggi sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) con Dextre è una testimonianza dell'eccellenza di molte organizzazioni e partner della NASA", ha spiegato Cassidy.
Il "compito di rimozione dei raccordi per gas" di tre giorni è stata una simulazione iniziale per mettere in pratica le tecniche essenziali per riparare roboticamente i satelliti malfunzionanti e rifornire di carburante altrimenti i satelliti funzionanti nominalmente per estendere, sperando di prolungare la durata delle loro prestazioni per diversi anni.
I tecnici a terra utilizzano i raccordi e le valvole per caricare tutti i fluidi, i gas e i combustibili essenziali nei serbatoi di stoccaggio dei satelliti prima del lancio e che vengono quindi sigillati, coperti e normalmente non possono più accedere.
"L'impatto della stazione spaziale come utile banco di prova tecnologico non può essere sopravvalutato", afferma Frank Cepollina, direttore associato del Satellite Servicing Capabilities Office (SSCO) presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Md.
“Nuove tecnologie di assistenza satellitare saranno dimostrate in un ambiente spaziale reale entro pochi mesi anziché anni. Questo è enorme. Rappresenta un vero progresso nel progresso della tecnologia spaziale. "
Altri quattro esperimenti RRM imminenti, fissati provvisoriamente per quest'anno, dimostreranno la capacità di un robot telecomandato di rimuovere le barriere e rifornire di carburante i serbatoi di gas satellitari vuoti nello spazio, risparmiando così hardware costoso dall'unione prematura della discarica orbitale.
I tempi delle future operazioni RRM possono essere difficili e dipendono dalla disponibilità di Dextre e del braccio SSRMS che sono anche pesantemente prenotati per molte altre operazioni ISS in corso come passeggiate spaziali, attività di manutenzione ed esperimenti scientifici, nonché l'ormeggio e / o lo scarico di flusso di navi di rifornimento del carico critico come Progress, ATV, HTV, Dragon e Cygnus.
La flessibilità è la chiave di tutte le operazioni ISS. E sebbene l'equipaggio della stazione non sia coinvolto nella RRM, le loro attività potrebbero essere.
"Mentre l'equipaggio stesso non fa affidamento su Dextre per le loro operazioni, le operazioni di Dextre possono influenzare indirettamente ciò che l'equipaggio può o non può fare", mi ha detto Bacon. "Ad esempio, durante le nostre operazioni RRM, l'equipaggio non può svolgere determinate attività di esercizio fisico a causa di come quel movimento potrebbe influenzare il movimento di Dextre".
Ecco un elenco delle prossime operazioni RRM - vincoli di pianificazione ISS in sospeso:
* Rifornimento carburante (estate 2012) - Dopo che Dextre ha aperto una valvola del carburante simile a quella comunemente usata oggi sui satelliti, trasferirà l'etanolo liquido attraverso un sofisticato tubo di alimentazione robotizzato.
* Manipolazione della coperta termica (TBD 2012) - Dextre si eserciterà a tagliare il nastro di coperta termica e a ripiegare una coperta termica per rivelare il contenuto sottostante.
* Rimozione delle viti (elementi di fissaggio) (TBD 2012) - Dextre sviterà roboticamente i bulloni dei satelliti (elementi di fissaggio).
* Rimozione dei cappucci elettrici (TBD 2012) - Dextre rimuoverà i cappucci che normalmente ricoprono la presa elettrica di un satellite.
RRM è stata trasportata in orbita all'interno della stiva di Space Shuttle Atlantis nel luglio 2011 durante l'ultima missione dello shuttle (STS-135) del programma shuttle della NASA della durata di tre decadi e poi montata su una piattaforma di lavoro esterna sulla capriata della ISS dagli astronauti dello spazio. Il progetto è uno sforzo congiunto tra NASA e CSA.
“Questo è il successo. Con RRM, stiamo davvero aprendo la strada per future esplorazioni robotiche e assistenza satellitare ", ha concluso Cassidy.
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24 marzo (sabato): Conferenza gratuita di Ken Kremer presso la New Jersey Astronomical Association, Voorhees State Park, New Jersey alle 20:30. Argomento: Atlantis, the End of Americas Shuttle Program, RRM, Orion, SpaceX, CST-100 e il futuro della NASA Human & Robotic Spaceflight
