Test w locie prototypowego droida przez studentów MIT. Kliknij, aby powiększyć
Inżynierowie MIT niedawno dostarczyli małego satelitę na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Jest wyposażony w zestaw pędników dwutlenku węgla, które pozwalają manewrować wewnątrz stacji. Dwie dodatkowe Kule (eksperymentalne satelity z synchronizacją pozycji i sprzężeniem zwrotnym) zostaną dostarczone na stację w ciągu najbliższych kilku lat, aby przetestować, jak mogą latać w szyku.
Sześć lat temu profesor inżynierii MIT David Miller pokazał uczniom film Gwiezdne wojny w pierwszym dniu zajęć. Jest taka scena, którą Miller szczególnie lubi, ta, w której Luke Skywalker walczy z ruchomym droidem bojowym. Miller wstał i wskazał: „Chcę, żebyś zbudował mi niektóre z nich”.
Tak zrobili. Dzięki wsparciu Departamentu Obrony i NASA studenci Millera zbudowali pięć pracujących droidów. A teraz jeden z nich znajduje się na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS).
„Wygląda jak droid bojowy”, śmieje się Miller. To tak naprawdę mały satelita - pierwszy z trzech planów NASA wysłania do ISS. Razem będą poruszać się po korytarzach stacji kosmicznej, ucząc się latać w szyku.
Małe satelity to nowy, gorący pomysł w eksploracji kosmosu: zamiast wystrzelić jednego dużego, ciężkiego satelitę, aby wykonać zadanie, dlaczego nie wystrzelić wielu małych? Mogą krążyć po Ziemi w tandemie, każdy wykonuje swoją małą część ogólnej misji. Jeśli rozbłysk słoneczny zajmie jednego satelitę - nie ma problemu. Reszta może zamknąć szeregi i kontynuować. Koszty startu są również zmniejszone, ponieważ małe satelity mogą zaczepić się w większych ładunkach, prawie całkowicie bezpłatnie dostać się w kosmos.
Ale jest problem: latanie w szyku jest trudniejsze niż się wydaje. Poproś tłum ludzi, aby ustawili jeden plik, a oni będą w stanie to rozgryźć i zrobić to dość łatwo. Okazuje się, że grupa orbitujących satelitów robi to samo.
„Załóżmy, że masz na orbicie gromadę satelitów”, mówi Miller, „a jeden lub dwa z nich tracą swoje miejsce”. Może rozbłysk słoneczny chwilowo szyfruje komputery nawigacyjne lub wystrzelenie steru strumieniowego nie działało zgodnie z oczekiwaniami. Cała gromada znajduje się w opałach. Rozwiązanie problemu wymaga złożonego zestawu trójwymiarowych korekt, skoordynowanych między wszystkimi satelitami - być może dziesiątkami lub setkami. „Musimy rozbić to na szczegółowe instrukcje, które komputer może zrozumieć” - mówi Miller.
I to prowadzi nas z powrotem do ISS:
Wyzwaniem Millera dla jego klasy inżynieryjnej w 1999 roku było zaprojektowanie małego, z grubsza sferycznego robota, który mógłby unosić się na pokładzie ISS i manewrować za pomocą silników odrzutowych ze sprężonym CO2. Projekt, nazwany SPHERES (Synchronized Position Hold Engage Re-orient Experimental Satellite), posłużyłby jako miejsce testowe do wypróbowania eksperymentalnego oprogramowania do kontrolowania klastrów satelitów. Sfery robotyczne stanowią ogólną platformę składającą się z czujników, silników odrzutowych, komunikacji i mikroprocesora; naukowcy pracujący nad nowymi pomysłami na oprogramowanie mogą załadować swoje oprogramowanie na tę platformę, aby zobaczyć, jak dobrze działają te pomysły. Jest to szybki i stosunkowo tani sposób na przetestowanie nowych teorii dotyczących projektowania oprogramowania.
Możliwe zastosowania obejmują powrót NASA na Księżyc (patrz Wizja eksploracji kosmosu). Jednym ze sposobów zbudowania księżyca jest złożenie go kawałek po kawałku na orbicie Ziemi. „Oprogramowanie zaprojektowane do sterowania małymi satelitami równie dobrze może być użyte do wspólnego manewrowania kawałkami statku kosmicznego”, mówi Miller.
Pierwszy SPHERE przybył na ISS w kwietniu, schowany w rakiecie dostawczej Progress. (Pamiętaj, że małe satelity są dobrymi autostopowiczami.) W końcu dołączą do niego jeszcze dwie Sfery, jeden później w tym roku, kiedy prom kosmiczny Discovery (STS-121) powróci na stację, a drugi przeniesiony na orbitę w ramach przyszłej misji promu.
Jak astronauci odróżnią trzy Sfery od siebie? „Są oznaczone kolorami”, wyjaśnia Miller. Ten na pokładzie jest teraz czerwony; drugi będzie niebieski, a trzeci żółty.
„Czerwony” jest już zajęty. „Na przykład nakazaliśmy mu wykonywanie różnych pętli manewrów i zwrotów. Przetestowaliśmy też zdolność robota do rozwiązywania problemów ”. Astronauci próbowali oszukać Czerwonego, powodując, że jeden z jego silników sterowych „przylgnął”. Robot zdiagnozował usterkę, wyłączył ster i wrócił do utrzymywania stacji.
„Nieźle jak na jednego małego robota” - mówi Miller. „Nie mogę się doczekać, aby zobaczyć, co mogą zrobić trzy z nich”.
Oryginalne źródło: NASA News Release
