Landsat-7 are probleme. La aproximativ 168 de mile mai sus, ambarcațiunile de dimensiuni minivane se ridică în jurul Pământului la fiecare 16 zile. Și de peste 18 ani, satelitul a surprins imagini cu planeta noastră în continuă schimbare. Dar Landsat-7 rămâne fără combustibil.
Continut Asemanator
- Următoarea oprire: benzinării în spațiu
Dacă ar fi o ambarcațiune legată de Pământ, aceasta nu ar fi o problemă. Alimentăm totul - avioane, trenuri și automobile. Dar în spațiu, este o altă poveste. Sateliții îndepărtează sute sau chiar mii de kilometri de Pământ, cu viteză de-a lungul a mii de mile pe oră. Această viteză și distanță îi lasă pe operatorii de la sol în mare măsură neputincioși, dacă ceva se întâmplă. Aceasta include realimentarea: odată ce sateliții rămân fără gaz, sunt dați morți. Singurele excepții sunt Hubble și Stația Spațială Internațională, ambele fiind pe orbită suficient de joasă pentru a fi atinse prin intermediul navetei și merită trimise oameni pentru deservire.
Însă, cu prețul mediu al sateliților care depășește un miliard de dolari, scumpirea meșteșugurilor odată ce au lovit gol este costisitoare. Contribuie, de asemenea, la o problemă mereu în creștere a gunoiului: aceste obiecte făcute de om, care au fost utile, devin potențial periculoase mortale în spațiu. „Nu o facem pentru că ne place să aruncăm lucrurile, o facem pentru că nu există nicio altă opțiune”, spune Benjamin Reed, director de proiect adjunct al Diviziei de Servicii de Servicii Satelitare NASA, un grup hotărât să schimbe modul în care cercetătorii privesc. sateliți.
Găzduit într-un depozit din Goddard Space Center din Greenbelt Maryland, divizia de servicii de servicii prin satelit lucrează spre noile tehnologii revoluționare care ar face posibilă repararea, realimentarea și modernizarea sateliților în timp ce se afla pe orbită. Până acum, puterea de calcul și tehnologia robotică nu au fost suficient de sofisticate pentru a face posibilă această încercare complicată.
Pereții „epicentrului” cavernos al SSPD, așa cum îl numește Reed, sunt drapate în pânză neagră pentru a imita întunericul spațiului în timpul rulărilor de simulare. Brațele robotice, cu lungimea de cinci sau mai mulți metri, sunt fixate în diferite unghiuri la fiecare stație de lucru din cameră. O replică la dimensiunea de viață a Landsat-7 stă lângă ușă și două brațe îndreaptă în direcții opuse, gestul înghețat în mijlocul ambarcațiunii.
Aceste brațe fac parte din etapa de dezvoltare a unui proiect supranumit Restore-L - o ambarcațiune destinată lansării în spațiu în vara anului 2020, concepută pentru a alimenta sateliții care funcționează în gol. Prima sa țintă: Landsat-7.
Alimentarea în spațiu este însă mult mai complicată decât s-ar putea crede. În primul rând, ambarcațiunile trebuie să ajungă la curent cu satelitul, corespunzând exact vitezei sale. „Cu o milă pe oră mai lent și [Restore-L] nu o va prinde niciodată; cu o milă pe oră mai repede, lucrurile rele [se întâmplă], spune Reed, bătând cu pumnii împreună pentru a demonstra distrugerea care ar urma.
Ar fi aproape imposibil să îndrepți un astfel de efort. Orice ușoare întârzieri de comunicare din partea operatorilor de la sol ar putea duce la catastrofe. Deci, Restore-L are nevoie de un creier propriu pentru a urmări și calcula traiectoria sa pentru a se atașa de satelit.
Intrați în corb. Ușor mai mic decât o ladă de lapte, acest dispozitiv are trei instrumente optice: lumină vizibilă, infraroșu și ceea ce este cunoscut sub numele de LIDAR, care trimite lasere și colectează lumina împrăștiată. Dispozitivul a călătorit până la Stația Spațială Internațională în luna februarie trecută și de atunci a fost atașat la exteriorul stației, urmărind mișcarea oricărei nave spațiale primite și ieșite. Cei trei senzori îi permit să monitorizeze aceste obiecte în toate condițiile de lumină, explică Ross Henry, investigatorul principal pentru proiectul Raven.
Raven ajută în esență echipa să dezvolte un „sistem cu pilot automat”, spune Henry. Poate localiza nave spațiale care se află la aproape 17 mile distanță - acestea apar ca un singur pixel într-o imagine. Raven își folosește apoi senzorii pentru a urmări mișcarea ambarcațiunii. Pe baza unui algoritm intern, Raven poate scuipa coordonatele care detaliază poziția corpului care intră în spațiu și orientarea acestuia. În cele din urmă, senzori similari cu Raven vor fi încorporați în Restore-L.
În timpul misiunii sale, acești senzori vor ajunge la Restore-L aproape de satelitul în nevoie. În cazul reparației Landsat-7, brațele robotice ale Restore-L vor intra în joc, blocându-se pe un inel metalic de pe partea inferioară a satelitului, care inițial era folosit pentru a fixa Landsat-7 în vârful rachetei sale de lansare.
Ca și brațul tău, brațele robotului au trei puncte principale de mișcare - un umăr, cot și încheietura mâinii, explică Reed. O cameră amplasată la încheietura mâinii o ajută să-și urmărească poziția în raport cu satelitul și să răspundă la schimbări minuscule, pe măsură ce perechea se deplasează prin spațiu împreună la mii de mile pe oră.
„Asta practicăm aici”, spune Reed, făcând un gest către o altă replică din partea de jos a unui satelit așezat în colțul îndepărtat al depozitului. Inelul de jos al satelitului stă expus și un alt braț robot stă nemișcat în fața dispozitivului. Pentru a exersa manevra, un al doilea robot face ca fundul satelitului să țâșnească și să țese în timp ce brațul robotic îl navighează, continuând să-i urmărească mișcarea.
„Acum - și nu glumesc când spun asta - vine partea ușoară”, spune Reed. „Și asta este realimentarea reală.”
Pentru această parte „ușoară” a misiunii, Restore-L va folosi cinci instrumente special concepute pentru a avea acces la robinetul de combustibil. Acesta trebuie să taie izolația, să scoată un fir de blocare deasupra capacului superior și să deșurneze trei capace diferite de rezistență la scurgeri. Alte două instrumente special concepute vor fi apoi folosite pentru a fila brațul de alimentare pe duză, pentru a pompa combustibilul sub 250 de kilograme pe centimetru pătrat de presiune și pentru a reizola portul. După ce alimentarea este completă, jumătatea frontală a duzei se separă de brațul retractor. Lăsat în urmă este un nou port de alimentare care necesită doar utilizarea a două instrumente pentru a finaliza manevra, simplificând toate misiunile de realimentare viitoare.
Obiectivul SSPD este să colaboreze cu alți designeri de sateliți pentru a ajuta toți viitorii sateliți să poată alimenta prin încorporarea noului design al portului de alimentare. a fi cooperant ”, spune Reed. Potrivit lui, astfel de ajustări prin satelit sunt viitorul industriei. "Este clar că majoritatea companiilor recunosc acest lucru și sunt deja interesate de servicii de cooperare."
Echipa are în vedere, de asemenea, încărcarea viitoarelor meșteșuguri de realimentare cu suficient combustibil pentru a deservi mai mulți sateliți, precum o benzinărie mobilă în spațiu. „Dacă puteți să vă ridicați acolo și să restabiliți viața unuia dintre acești sateliți de miliarde de dolari încă cinci sau zece ani, v-ați recuperat imediat banii”, spune Henry. „Dacă îi poți face pe cinci, ai un singur schimbător de jocuri.”
În viitor, echipa speră că alte meserii precum Restore-L pot ajuta la modernizarea sau service-ul altor sateliți. Reed lucrează pentru ceea ce uneori sunt cunoscute drept cele cinci R, spune Reed: inspecție de la distanță, relocare, realimentare, reparație și înlocuire.
Într-o zi, sateliții aruncați vor fi un lucru din trecut. Satelitul Junking a fost cândva o necesitate, spune Reed, dar acum, sistemele moderne sunt la dispoziție. „Industria satelitului nu este ruptă”, spune el. „Sugerăm cu umilință lumii prin satelit, ar putea fi mai bine.”
Reed și Henry vor prezenta pe un panou la Future Con, o sărbătoare de trei zile pentru știință, tehnologie și divertisment în Awesome Con, în perioada 16-18 iunie 2017, la Washington, DC. Asistați să aflați mai multe despre roboți în spațiu, dar și despre dinozauri în Antarctica, nanotehnologie la locul de muncă și multivers!
