Landsat-7に問題があります。 約438マイル上空で、ミニバンサイズのクラフトが16日ごとに地球を駆け巡ります。 そして、18年以上にわたって、衛星は刻々と変化する惑星の写真を撮影してきました。 しかし、Landsat-7は燃料が不足しています。
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それが地球に縛られた船であれば、これは問題にはなりません。 飛行機、電車、自動車など、すべてに燃料を補給します。 しかし、宇宙では、それは別の話です。 衛星は地球から数百マイル、さらには数千マイルの距離を追っており、時速数千マイルで加速しています。 この速度と距離は、何かがおかしくなった場合、地上のオペレータをほとんど役に立たないものにします。 それには燃料補給が含まれます。衛星がガスを使い果たすと、彼らは死んでforめられます。 唯一の例外はハッブルと国際宇宙ステーションであり、どちらもシャトルで到達するのに十分な低軌道にあり、サービスのために人を送る価値があります。
しかし、衛星の平均価格が10億ドルを超えるため、空になった工芸品を捨てるのは費用がかかります。 また、増え続けるスペースジャンク問題にも貢献します。これらのかつて使用されていた人工オブジェクトは、スペース内で潜在的に致命的な危険になります。 「私たちは物を捨てるのが好きだからやらない、他の選択肢がないからやる」と、研究者の見方を変えることを決意したグループであるNASAの衛星サービスプロジェクト部の副プロジェクトマネージャー、ベンジャミン・リードは言います。衛星。
メリーランド州グリーンベルトのゴダード宇宙センターにある倉庫に収容されている衛星整備プロジェクト部門は、軌道上にある衛星の修理、給油、アップグレードを可能にする革新的な新技術に取り組んでいます。 これまで、計算能力とロボット技術は、このトリッキーな努力を可能にするほど洗練されていませんでした。
Reedによると、SSPDの海綿状の「中心」の壁は黒い布で覆われ、シミュレーション実行中の空間の暗闇を模倣しています。 各5フィート以上の長さのロボットアームは、部屋のすべてのワークステーションでさまざまな角度で取り付けられています。 Landsat-7の実物大のレプリカがドアのそばに座っており、2本の腕が反対方向を指しており、機体の前でジェスチャーを凍結しています。
これらの武器は、Restore-Lと呼ばれるプロジェクトの開発段階の一部です。Restore-Lは、2020年の夏に宇宙に打ち上げることを目的とした航空機で、空の衛星を燃料補給するために設計されました。 最初のターゲット：Landsat-7。
ただし、宇宙での給油は、思っているよりもはるかに複雑です。 まず、船は衛星の速度に正確に合わせて衛星に追いつく必要があります。 「毎時1マイル遅くなり、[Restore-L]は決してキャッチしません。 リードは1時間あたり1マイル速く、悪いことが起こります[起こります]」とリードは言います。
そのような努力を地上から指示することはほとんど不可能です。 地上のオペレーターからのわずかな通信遅延は、大災害を引き起こす可能性があります。 そのため、Restore-Lには、衛星に接続するための軌道を追跡および計算するための独自の脳が必要です。
レイヴンを入力してください。 ミルククレートより少し小さいこのデバイスには、可視光、赤外線、およびLIDARとして知られる3つの光学機器があり、レーザーを送信して散乱光を収集します。 この装置は、この2月に国際宇宙ステーションに乗り上げ、その後、ステーションの外側に取り付けられ、宇宙船の出入りの動きを追跡しています。 3つのセンサーにより、すべての光の条件下でこれらのオブジェクトを監視できます、とRavenプロジェクトの主任調査員であるRoss Henry氏は説明します。
ヘンリーは、レイヴンは本質的にチームが「自動操縦システム」の開発を支援していると言います。 ほぼ17マイル離れたところにある入ってくる宇宙船を見つけることができます。それらは画像内の1つのピクセルとして表示されます。 レイヴンはセンサーを使用して、クラフトの動きを追跡します。 内部アルゴリズムに基づいて、Ravenは、入力された身体の空間内の位置とその方向を詳細に示す座標を吐き出すことができます。 最終的には、RavenのようなセンサーがRestore-Lに組み込まれます。
ミッション中、これらのセンサーは、必要な衛星の近くでRestore-Lを取得します。 Landsat-7の修理の場合、Restore-Lのロボットアームは、当初はLandsat-7を打ち上げロケットの上部に固定するために使用されていた衛星の下部にある金属リングにラッチされて動作します。
リードの説明では、ロボットアームには腕と同様に、肩、肘、手首の3つの主要な動きがあります。 手首に置かれたカメラは、衛星との相対的な位置を追跡し、時速数千マイルでペアが宇宙を一緒に進む際の小さな変化に応答するのに役立ちます。
「これが私たちがここで実践していることです」とリードは言い、倉庫の隅にある衛星の底の別のレプリカに身振りで示します。 衛星の底部のリングは露出した状態で座っており、別のロボットアームはデバイスの前に動かずに立ちます。 機動を練習するために、2番目のロボットがサテライトのボトムボブとウィーブを作り、ロボットアームがそれをつかんで、動きを追跡し続けます。
「今、私はこれを言っても冗談ではありませんが、これは簡単な部分です」とリードは言います。 「それが実際の給油です。」
ミッションのこの「簡単な」部分では、Restore-Lは5つの特別に設計されたツールを使用して、燃料バルブにアクセスします。 絶縁体を切り取り、トップキャップ上のロックワイヤーを取り外し、3つの異なる漏れ防止キャップを外します。 次に、さらに2つの特別に設計されたツールを使用して、燃料供給アームをノズルにねじ込み、1平方インチあたり250ポンドの圧力で燃料を送り込み、ポートを再絶縁します。 給油が完了すると、ノズルの前半分が引き込みアームから分離します。 残されたのは、操作を完了するために2つのツールを使用するだけで、将来のすべての燃料補給ミッションを簡素化する新しい燃料補給ポートです。
SSPDの目標は、他の衛星設計者と協力して、新しい燃料補給ポートの設計を組み込むことにより、将来のすべての衛星が燃料補給できるようにすることです。「燃料補給については、正面から議論できるようになりました。協力的である」とリードは言います。 このような衛星の調整は、業界の未来です、と彼は言います。 「ほとんどの企業がこれを認識しており、すでに協同サービスに関心を持っていることは明らかです。」
チームはまた、宇宙の移動式ガソリンスタンドのように、複数の衛星にサービスを提供するのに十分な燃料を将来の燃料補給船に搭載することを検討しています。 「そこから立ち上がって、これらの10億ドルの衛星の1つをさらに5、10年回復させることができれば、すぐにお金を取り戻すことができます」とヘンリーは言います。 「もしあなたがそれらのうちの5つをすることができれば、あなたはあなた自身にゲームチェンジャーを持っています。」
将来、チームは、Restore-Lなどの他のクラフトが他のサテライトのアップグレードまたはサービスに役立つことを望んでいます。 彼らは、5つのRと呼ばれることもある、リモート検査、移転、燃料補給、修理、交換に取り組んでいます。
ある日、使い捨て衛星は過去のものになります。 ジャンク衛星はかつて必需品でした、とリードは言いますが、現在、現代のシステムは仕事に任されています。 「衛星産業は壊れていません」と彼は言います。 「私たちは衛星の世界に謙虚に提案しています。それはもっと良いかもしれません。」
リードとヘンリーは 、2017年6月16〜18日にワシントンDCで開催されるAwesome Con内の3日間の科学、技術、エンターテイメントの祭典 であるFuture Conのパネルに 出席します。宇宙のロボットだけでなく恐竜についても学びます南極、仕事中のナノテクノロジー、そして多元宇宙で！
