ロボットの燃料補給研究が宇宙ステーションで大きな飛躍を記録

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アメリカとカナダのエンジニアを組み合わせたチームは、国際宇宙ステーション（ISS）で実施された新しい種類のロボット工学研究を、最終的に高価値軌道衛星の修理と燃料補給に適用することで、大きな一歩を踏み出しました。、そしてそれはいつの日か政府および商業宇宙部門に約数十億ドルのコスト削減をもたらす可能性があります。

両国の大喜びの研究者たちは「うん!!!」と叫んだ。 – Robotic Refueling Mission（RRM）実験の使用に成功した後– ISSの外側にテクノロジーテストベッドとしてボルトで固定し、宇宙の真空中でリモート制御されたロボットが非常に正確なモーションコントロールを必要とするデリケートな作業タスクを実行できることを示しました。革命的なロボット実験は、地球の軌道にすでにある衛星の使用可能な寿命を延ばすことができました。

「RRMに何ヶ月にもわたる専門的および個人的な時間を費やした後、RRMツールからの最初のビデオストリームを見ることができたのは非常に感動的で、安心でした」とSpace Magazineの独占的な詳細インタビューでJustin Cassidyは述べました。 Cassidyは、メリーランド州グリーンベルトにあるNASAゴダード宇宙飛行センターのRRMハードウェアマネージャーです。

そして、RRMチームはすでに、ロボットのアプリケーションを宇宙空間で変容させる可能性のある実際の衛星給油をシミュレートするための流体の移送が予想されるなど、今年の夏から実験をさらに野心的に進める計画を立てています。詳細は以下を参照してください。

ステーションでのロボット操作はすべて、地上からフライトコントローラによって遠隔制御されていました。リモートコントロールとロボット工学の目的は、ISSの人間の乗組員を解放して、他の重要な活動に取り組み、現場での人間の思考と介入を必要とする科学実験を行うことです。

3月7日から9日までの3日間で、エンジニアはNASAのRobotic Refueling Mission（RRM）実験とカナダ宇宙機関（CSA）のロボット「便利屋」であるDextreロボットとの共同作業を行いました。 Dextreは正式にSPDMまたは特別目的の器用なマニピュレーターと呼ばれています。

初日、地球上のロボットオペレータは、宇宙ステーションのカナダ製ロボットアーム（SSRMS）を使用して、長さ12フィート（3.7メートル）のDextreの「便利屋」をRRM実験にリモートで操作しました。

Dextreの「手」（技術的には「OTCM」として知られています）は、RRMユニット内に収納された3つの異なる衛星作業ツールをつかんで検査しました。セーフティキャップツール、ワイヤーカッターおよびブランケット操作ツール、および多機能ツールの包括的な機械的および電気的評価により、3つのツールすべてが完全に機能していることがわかりました。

「私たちのチームは、カナダの「Dextre」ロボットの「手」をRRM Safety Cap Tool（SCT）に機械的にラッチしました。 RRM SCTは、Dextre OTCMハンドのビデオ機能を使用する最初の軌道上ユニットです」とCassidyは説明しました。

「ツールの運用開始時に、ミッションコントローラーはOTCMの電気アンビリカルを機械的に前進させ、SCTの統合された電子機器ボックスと組み合わせました。そのインターフェースに電源が投入されたとき、私たちのチームはGoddardの大画面TVでそれを見ることができました。SCTの「ファーストライト」ビデオは、RRM収納ベイ内のツールのショットを示しました（写真を参照）。

「私たちのチームは「うん！」この成功した電気機能システムのチェックアウトを称賛します。」

次に、Dextreは、RRMモジュールの外側に配置されたさまざまな代表的なガス継手、バルブ、ワイヤー、シールがどれだけうまく操作できるかをテストすることを目的として、さまざまなタスクを実行しました。安全発射ロックをリリースし、2本の非常に細いサテライトロックワイヤー（鋼鉄製）を細心の注意を払ってカットし、直径はわずか20千分の1インチ（0.5ミリメートル）です。

「ワイヤー切断イベントの所要時間はほんの数分でした。しかし、両方のワイヤー切断作業には、調整された安全なロボット操作に約6時間かかりました。ロックワイヤーは、飛行前にアンビエントキャップとTバルブの境界面で配線され、ねじられ、地面に結ばれていました。

このRRM演習は、DextreロボットがISSでの技術研究開発プロジェクトに初めて利用されたことを表しています。ISSの機能は、大規模な軌道を回る前哨基地のロボットによるメンテナンスの能力をはるかに超えています。

ビデオキャプション：Dextreのロボット給油ミッション：2日目。ロボットの便利屋が3つの割り当てられたタスクを完了したため、Dextreの最も要求の厳しいミッションの2日目は、2012年3月8日に無事終了しました。クレジット：NASA / CSA

全体で、3日間の運用には約43時間かかり、予想よりも公称に近いため、予想よりもやや速く進行しました。

NASDAゴダードのRRMオペレーションリード/システムエンジニアであるチャールズベーコン氏は、「1日目と2日目は約18時間かかった」とSpace Magazineに語った。「3日目は、すべてのタスクを早く完了してから約7時間かかりました。 3日間すべてが18時間をベースラインとし、チームは2つのシフトで作業しました。そのため、時間は予想どおりで、最終日の早い時間に終了したため、実際には少し改善されました。」

「この数か月間、私たちのチームはRRM軌道上デモンストレーションの準備を整えてきました」とキャシディは私に言った。「劇場制作と同様に、開発サポートを提供し、軌道上RRMオペレーションの一部であり続けている多くのエンジニアが舞台裏にいます。」

「RRMの各段階（準備、配信、インストール、そして現在の運用）で、RRMを実現するために多くの多様なチームが貢献してきた多大な努力に驚かされます。 NASAのゴダード宇宙飛行センターにある衛星サービス機能オフィスは、ジョンソン宇宙センター、ケネディ宇宙センター（KSC）、マーシャル宇宙飛行センター、ケベック州セントヒューバートにあるカナダ宇宙庁のコントロールセンターと協力して、RRMを実現しました。」

「Dextreを使用した国際宇宙ステーション（ISS）でのこれまでのRRM運用の成功は、NASAの多くの組織とパートナーの卓越性を証明しています」とCassidyは説明しました。

3日間の「ガス管継手の取り外し作業」は、故障している衛星をロボットで修理し、正常に動作している衛星に燃料を補給して、数年にわたってその性能寿命を期待どおりに延長するために不可欠な手法を実践するための最初のシミュレーションでした。

地上の技術者は、フィッティングとバルブを使用して、発射前にすべての必須の流体、ガス、燃料を衛星貯蔵タンクにロードします。これらは、その後密閉され、覆われ、通常は再びアクセスされることはありません。

「有用なテクノロジーテストベッドとしての宇宙ステーションの影響は、誇張することはできません」と、メリーランド州グリーンベルトにあるNASAのゴダード宇宙飛行センターの衛星サービス能力オフィス（SSCO）の副ディレクターであるフランクセポリナは言います。

「最新の衛星サービス技術は、実際の宇宙環境で数年ではなく数か月以内に実証されます。これは巨大です。宇宙技術の進歩における真の進歩を表しています。」

今年暫定的に設定されるさらに4つのRRM実験は、リモートコントロールロボットがバリアを取り除き、空の衛星ガスタンクに燃料を補給する能力を実証します。これにより、高価なハードウェアが軌道のジャンクヤードに早期に参加するのを防ぎます。

将来のRRM運用のタイミングは困難な場合があり、DextreとSSRMSアームの可用性に依存します。これらは、船外活動、保守活動、科学実験、着陸および/または着陸の積み下ろしなどの他の多くの継続中のISS運用にも大量に予約されます。プログレス、ATV、HTV、ドラゴン、シグナスなどの重要な貨物補給船の流れ。

柔軟性は、ISSのすべての運用にとって重要です。そして、ステーションクルーはRRMに関与していませんが、彼らの活動は関与している可能性があります。

「乗組員自体はDextreの運用に依存していませんが、Dextreの作戦は乗組員ができること、できないことに間接的に影響を与える可能性があります」とBaconは私に語った。「たとえば、私たちのRRM運用中、その動きがデクスターの動きに影響を与える可能性があるため、乗組員は特定の運動を行うことができません。」

次のリストは、今後のRRM操作– ISSスケジュールの制約を保留中です：

*燃料補給（2012年夏）– Dextreが今日の衛星で一般的に使用されているものと同様の燃料バルブを開いた後、洗練されたロボット式燃料補給ホースを介して液体エタノールをそこに移送します。

*サーマルブランケットマニピュレーション（TBD 2012）-Dextreは、サーマルブランケットテープを切り取り、サーマルブランケットを折り返して、下にある内容を明らかにします。

*ねじ（ファスナー）の取り外し（TBD 2012）-Dextreは、サテライトボルト（ファスナー）をロボットで緩めます。

*電気キャップの取り外し（TBD 2012）-Dextreは、衛星の電気レセプタクルを通常カバーするキャップを取り外します。

RRMは、2011年7月にNASAの30年間の長いシャトルプログラムの最終シャトルミッション（STS-135）でスペースシャトルアトランティスのカーゴベイ内を周回し、ISSのバックボーントラスにある宇宙飛行士によって外部の作業プラットフォームに取り付けられました。このプロジェクトは、NASAとCSAの共同の取り組みです。

「これが成功のすべてです。キャシディ氏は、RRMを使用することで、将来のロボット探査と衛星サービスの道を本当に切り開いています。