DARPA双手机器人启程前往地球同步轨道,在轨维修卫星

DARPA双手机器人启程前往地球同步轨道,在轨维修卫星

主打图片: 一枚SpaceX猎鹰9号火箭从卡纳维拉尔角升空,搭载诺斯罗普·格鲁曼的任务机器人飞行器。图片来源:John Pisani/Spaceflight Now

有史以来最强大的卫星机器人维修器现已启程前往地球同步轨道。诺斯罗普·格鲁曼的任务机器人飞行器(MRV)于7月21日搭载SpaceX猎鹰9号火箭从卡纳维拉尔角发射升空,携带了一对由美国海军研究实验室在美国国防高级研究计划局(DARPA)资助下开发的高灵巧度机器人手臂。

该航天器正式编号为MRV-1,是地球同步卫星机器人服务(RSGS)计划的核心。其使命是开展为期十年的行动,对发射后从未被设计为可触碰的卫星进行检查、维修、燃料加注、轨道迁移和升级。

“这些事情往往非常困难,”Ars Technica在报道该任务时引用了工程师的话,描述了建造能够在距地球36,000公里(22,000英里)的地球同步轨道恶劣环境中运行的机器人系统所面临的挑战。

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在轨手术的全套工具包

MRV携带了诺斯罗普·格鲁曼提供的三个任务扩展舱(MEP),本质上是可即插即用的喷气背包,可安装在客户卫星上。每个MEP携带新鲜的机动燃料,设计用于为推进系统耗尽的航天器提供长达八年的额外运行寿命。首批签约的两家客户是澳大利亚电信运营商Optus和卢森堡的SES。

除了延寿功能外,双手机器人手臂赋予了MRV比以往任何在轨服务机都广泛得多的能力。该飞行器可以对出现异常迹象的卫星进行近距离检查,将航天器移动到不同的轨道位置,进行机械维修,并在发射时未预留任何未来服务装置的卫星上安装升级套件。

RSGS有效载荷汇集了国防、民用和商业领域不同寻常的合作关系。DARPA提供了机器人手臂组件的资金和项目管理。美国海军研究实验室设计并制造了手臂及其工具附件。诺斯罗普·格鲁曼将有效载荷集成到其MRV平台上,并将其作为美国首个多任务机器人轨道服务机运营。NASA通过其自身的在轨服务、组装和制造计划提供了技术专长。

前往工作地点的年度航行

从航天发射综合体40号于美国东部时间下午5:15(21:15 UTC)发射后,MRV将花费大约一年时间前往地球同步轨道。漫长的航行使航天器能够逐步检查其系统,然后才开始运行。

一旦就位,该飞行器将面临一系列地面测试只能近似模拟的挑战。在地球同步轨道上维修卫星需要机器人手臂在微重力环境下操作物体,同时应对阳光和阴影之间的极端温度波动。手臂必须足够精密,以处理在任何人想象它们还会被再次接触之前几十年设计的航天器上那些精细的燃料接头和电气连接器。

随着卫星建造成本的上升,在轨服务的经济合理性越来越强。更换一颗大型地球同步通信卫星(包括发射费用)可能耗资数亿美元。用螺栓固定式推进舱将其寿命延长六到八年,或修复单个卡住的太阳能电池板,都能以一小部分成本提供同等价值。MRV从单一平台执行这两项任务的能力使其成为一类直到最近几乎还不存在的工具中最多功能的选择。

婷 翻译

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