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DARPA研发卫星修理机器人 防止卫星成为太空垃圾

DARPA研发卫星修理机器人 防止卫星成为太空垃圾

Xtecher编译 丨 科技快讯

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2017-07-31

  大琴

Xtecher特稿作者

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文章的一开头,让我们假设一个事情——你是一个非常大、非常复杂系统的程序经理( program manager)。这个系统可能是飞机、建筑物或者是通讯网络。总之,你所管理的系统价值超过5亿美元。

 

你被告知将永远不能对其进行保养和维修,也就是说,一旦它开始运行,它将永远不能被检查、维修或者升级新的硬件。你能想象一下接下来会发生什么?

 

笔者在这里想要大家介绍下有关卫星的知识。当一颗卫星发射之后,它就要走上一个年久失修和废弃过时的旅程,几乎没有人能改变这条道路。之后的卫星故障(被称为空间业务中的异常)也只能通过数据和推理活动来进行远程诊断。也就是说,我们对卫星进行软件修复和升级是可能的,但其螺母和螺栓保持不变,即硬件丝毫不会有升级的可能。

 

所以目前的结果就是:一旦卫星发射出去,即使运行情况良好,它也可能在短短的几年内失去其最先进的地位,成为一个只有15年寿命的典型产品。

 

如果政府和私营企业能积极修复和再生地球同步轨道的卫星,并将它们移动到新的轨道,这可以大大延长卫星们的使用寿命,降低建设和推出替代品的成本。

 

为此,美国国防部高级研究计划署(DARPA)发起了一项开发机器人维修航天器的计划,这些机器人可以作用于那些从未被修理的、在轨运行的卫星。该计划被称为RSGS(Robotic Servicing of Geosynchronous Satellites),由DARPA、美国海军研究实验室、各大学的研究人员,世界各地等相关机构一起研发十年后推出。


 


21世纪20年代,在RSGS发射的早期,该航天器机械臂可以将GEO卫星移动到一个新的轨道上去,而且,其搭载的机械臂能够修复卫星的太阳能电池板。大约在同一时间,NASA打算独自发射一颗卫星Restore-L,计划为低轨道的卫星补充燃料和转移轨道。

 

如果此次试验成功,这两个任务将会推动太空自动化和太空机器人操作技术的发展。它们可能是太空建设项目的第一步,比如,可以将能量束缚回地球的巨大太阳能阵列;可以让小行星偏离现有的轨道,避免撞击地球等等,这将彻底改变我们在地球外卫星的运行方式。

 

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这是Xtecher从网上找到的一个GIF动图,是大学讲师Stuart Grey做的一个视频,视频完整显示了从1957年前苏联发射第一颗卫星Sputnik升空以来,太空垃圾逐步累积的过程。

 

从视频中我们可以看出,太空垃圾的数量一直在断断续续地增加。初期数量很少,而且仅限近地轨道也就是很接近地球的距离,但是进入80年代后,随着航天技术的进步、航天活动的增加,太空垃圾也开始爆发式增长。再加上各种导弹测试、卫星碰撞等事件,又往这团混乱中加进了数千块碎片,而且范围越来越广,向太空越走越远。

 

看过电影《地心引力》的我们都知道,这些四处乱飘的垃圾非常危险。有媒体报道,很多碎片的时速都能超过2.7万,这简直就是是飞行的炮弹。

 

另外,这些太空垃圾还有可能慢慢降低轨道,落入地球大气层,如果体积较大,而且击中人口稠密区,无异于引爆一枚核弹。

 

发射机器人航天器修理相关卫星,在一定程度上能减少太空垃圾的继续产生,Xtecher希望这一举措能早日造福卫星,造福全人类。


原文链接:http://spectrum.ieee.org/video/aerospace/robotic-exploration/robot-mechanic-could-prevent-satellites-from-becoming-space-junk

所有版权属于原作者,本文仅出于传播资讯目的翻译转载。

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