Landsat-7 je u problemima. Nekih 438 milja iznad, plovilo veličine minibata se vrti oko Zemlje svakih 16 dana. I više od 18 godina, satelit je snimao slike našeg neprestano mijenjajućeg planeta. Ali Landsat-7 ponestaje goriva.
Povezani sadržaj
- Sljedeće zaustavljanje: Benzinske postaje u svemiru
Da je to bila vezana uz Zemlju, to ne bi bio problem. Dopunjavamo sve - avione, vlakove i automobile. Ali gore u svemiru, to je drugačija priča. Sateliti prelaze stotine ili čak tisuće milja od Zemlje, ubrzavajući na tisuće milja na sat. Ova brzina i udaljenost ostavljaju zemaljske operatere u velikoj mjeri bespomoćnima ako nešto pođe po zlu. To uključuje i punjenje goriva: jednom kada satelitima ponestane goriva, odustaju od mrtvih. Jedine iznimke su Hubble i Međunarodna svemirska stanica, koji se nalaze u dovoljno niskoj orbiti da ih se može doći šatlom i vrijedi slati ljude na servis.
Ali s prosječnom cijenom satelita koji prelaze milijardu dolara, odustajanje od obrta nakon što udari u prazno skupo je. Također pridonosi sve većem problemu svemirske smeće: Ti nekad korisni umjetni predmeti postaju potencijalno smrtonosne opasnosti u prostoru. "Mi to ne radimo zato što volimo bacati stvari, radimo to jer ne postoji druga opcija", kaže Benjamin Reed, zamjenik rukovoditelja projekata u NASA-inom odjelu za satelitsko servisiranje, grupa odlučna u promjeni načina na koji istraživači gledaju sateliti.
Smješteno u skladištu u svemirskom centru Goddard u Greenbeltu Maryland, odjel za usluge satelitskog servisa radi na novim revolucionarnim tehnologijama koje bi omogućile popravak, dopunu i nadogradnju satelita dok su u orbiti. Do sada, računalna snaga i tehnologija robotike nisu bile dovoljno sofisticirane da bi omogućile ovaj škakljivi posao.
Zidovi kavernoznog "epicentra" SSPD-a, kako ga Reed naziva, drapirani su u crnu tkaninu kako bi oponašali tamu prostora za vrijeme simulacije. Robotske ruke, dužine pet ili više stopa, pričvršćene su pod različitim kutovima na svakoj radnoj stanici u sobi. Replika Landsat-7 u prirodnoj veličini sjedi uz vrata, a dvije ruke pokazuju u suprotnim smjerovima, smrznute srednje geste ispred plovila.
Ta su oružja dio razvojne faze za projekt nazvan Restore-L - brod koji je trebao biti lansiran u svemir u ljeto 2020. godine, dizajniran za punjenje satelita koji rade na prazno. Njegov prvi cilj: Landsat-7.
Međutim, gorivo u svemiru daleko je složenije nego što možda mislite. Prvo, letjelica mora dostići satelit, precizno se podudara s njegovom brzinom. "Jedan milion na sat sporije i [Restore-L] nikada ga neće uhvatiti; brže od jednog kilometra na sat, događaju se loše stvari “, kaže Reed, stisnuvši šake kako bi demonstrirao uništenje koje će uslijediti.
Usmjeriti takav poduhvat iz temelja bilo bi gotovo nemoguće. Svako neznatno kašnjenje u komunikaciji s zemaljskim operaterima moglo bi rezultirati katastrofom. Tako Restore-L treba mozak vlastitog mozga da prati i izračuna svoju putanju da bi se pridružio satelitu.
Uđite u gavran. Nešto manji od sanduka za mlijeko, ovaj uređaj ima tri optička instrumenta: vidljivu svjetlost, infracrvenu svjetlost i ono što je poznato kao LIDAR, koji šalje lasere i skuplja raspršenu svjetlost. Uređaj je prošlog veljače uzletio do Međunarodne svemirske stanice i od tada je pričvršćen na vanjsku stranu stanice, prateći kretanje svih dolaznih i odlaznih svemirskih letjelica. Tri senzora omogućuju mu praćenje ovih predmeta u svim svjetlosnim uvjetima, objašnjava Ross Henry, vodeći istražitelj projekta Raven.
Raven u biti pomaže momčadi u razvoju „sustava autopilota“, kaže Henry. Na udaljenosti od gotovo 17 milja može uočiti dolazne svemirske letjelice - na slici se prikazuju kao jedan pikseli. Raven zatim koristi svoje senzore za praćenje kretanja plovila. Na temelju internog algoritma, Raven može ispljunuti koordinate koje detaljno prikazuju položaj dolaznog tijela u prostoru i njegovu orijentaciju. Na kraju će senzori slični onim Ravenima biti ugrađeni u Restore-L.
Tijekom svoje misije, ti će senzori dobiti Restore-L u blizini satelita kome je potreban. U slučaju popravka Landsat-7, tada će ući u igru robotizirane ruke Restore-L, zakačivši se na metalni prsten na dnu satelita, koji je prvobitno korišten za pričvršćivanje Landsat-7 na vrh svoje raketne rakete.
Poput vaše ruke, ruke robota imaju tri glavne točke kretanja - rame, lakat i zglob, objašnjava Reed. Kamera koja se nalazi na njegovom zglobu pomaže mu pratiti svoj položaj u odnosu na satelit i reagirati na sitne promjene kako par pari zajedno kroz svemir miljama na sat.
"To je ono što ovdje radimo", kaže Reed, pokazujući na drugu repliku dna satelita koji sjedi u drugom kutu skladišta. Donji prsten satelita sjedi izložen, a druga robotska ruka stoji nepomično ispred uređaja. Da bi izveo manevar, drugi robot čini dno satelitskog savijanja i vezanje dok ga robotska ruka gura, nastavljajući pratiti njegovo kretanje.
"Sada - a ne šalim se kad to kažem - dolazi lak posao", kaže Reed. "A to je stvarno dolijevanje goriva."
Za ovaj „lak“ dio misije, Restore-L će upotrijebiti pet posebno dizajniranih alata za pristup ventilu za gorivo. Mora isključiti izolaciju, ukloniti zaključnu žicu preko gornjeg poklopca i odvrnuti tri različita poklopca koja ne propuštaju. Zatim će se koristiti dva posebno dizajnirana alata za nalijevanje dovodnog grla na mlaznicu, ulijevanje goriva ispod 250 kilograma po kvadratnom inču i ponovno izoliranje otvora. Kad se točenje goriva dovrši, prednja polovica mlaznice se odvaja od ruku koja se povlači. Ostavljen je novi priključak za gorivo koji zahtijeva samo korištenje dva alata za dovršavanje manevara, pojednostavljujući sve buduće misije za punjenje goriva.
Cilj SSPD-a je surađivati s drugim dizajnerima satelita kako bi se pomoglo da se svi budući sateliti mogu dopuniti gorivom uključivanjem novog dizajna priključka za gorivo. "Sada kada smo došli do točke kada se o gorivu može razgovarati ravno, zašto ne izgraditi naše satelite biti suradnički ", kaže Reed. Takve satelitske prilagodbe budućnost su industrije, rekao je. „Jasno je da većina tvrtki to prepoznaje i već je zainteresirana za zajedničko servisiranje.“
Tim također razmišlja o punjenju budućih obrta za punjenje goriva s dovoljno goriva za posluživanje više satelita, poput pokretne benzinske postaje u svemiru. "Ako možete doći gore i obnoviti život jednog od tih satelita milijarde dolara još pet ili deset godina, odmah ste dobili novac", kaže Henry. "Ako ih možete napraviti pet, nabavite sebi izmjenjivača igara."
U budućnosti se tim nada da i drugi obrti poput Restore-L mogu pomoći nadogradnji ili servisiranju drugih satelita. Oni rade na onome što je ponekad poznato kao pet 'R', kaže Reed: daljinski pregled, selidba, dopunjavanje, popravak i zamjena.
Jednog dana, bacajući sateliti bit će prošlost. Reed sateliti nekad su bili nužnost, kaže Reed, ali sada su moderni sustavi dorasli tom zadatku. "Satelitska industrija nije slomljena", kaže on. "Ponizno predlažemo satelitski svijet, moglo bi biti i bolje."
Reed i Henry predstavit će se na panelu na Future Conu, trodnevnom slavlju znanosti, tehnologije i zabave unutar Awesome Con-a 16. do 18. lipnja 2017. u Washingtonu, DC Attend kako bi naučili više o robotima u svemiru, ali i dinosaurima na Antarktiku, nanotehnologija na djelu i multiverse!
