Непридуманные космические истории - Нэнси Аткинсон

Как вы помните из главы 3, Сеполлина возглавлял экспедиции по ремонту «Хаббла». Теперь он заместитель директора отдела обеспечения обслуживания спутников и, в частности, внес свой вклад в разработку нового проекта Restore-L[107] (в ходе которого аппарат-робот, оснащенный специальными инструментами и техникой, будет заниматься операциями по продлению срока службы различных спутников, даже таких, которые не задумывались с учетом возможности их ремонта на орбите).

В будущем так может выглядеть космический аппарат Restore-L, который будет построен с применением инструментов, технологий и методик, необходимых, чтобы продлять сроки эксплуатации различных спутников, даже если они и не проектировались с учетом возможности ремонта на орбите. Источник: NASA

– Когда была прекращена эксплуатация космических шаттлов, – объясняет Сеполлина, – первое, чем мы занялись, – это размышлениями о том, как бы мы могли выполнять орбитальные операции вроде ремонта, обслуживания или научных изысканий как раньше, но без астронавтов и космического корабля. Весь предыдущий путь развития привел нас к идее создать робота, который мог бы действовать как космический тягач, только без водителя. Он сможет добираться до спутников, которые «заболели», – таких, каким требуется ремонт, или, может быть, неправильно раскрылась антенна, или они нуждаются в дополнительном топливе.

В отделе обеспечения обслуживания спутников были разработаны интеллектуальные программы, которые смогут управлять таким «тягачом», чтобы он мог в автономном режиме догнать потерявший управление спутник или вращающийся метеороид.

– Даже если наш объект, космический аппарат или метеороид, будет кувыркаться, поворачиваться и вращаться, – говорит Сеполлина, – роботизированные манипуляторы нашего тягача достаточно умны, чтобы понять характер движения такого объекта, рассчитать скорость вращения и ухватить его.

Фрэнк Сеполлина с роботом-манипулятором фирмы Motoman в Центре роботизированных операций. Источник: Нэнси Аткинсон

Хотя идея заключается в том, что аппарат будет автономно сближаться и стыковаться с нужным объектом в космосе, замечательная особенность этой системы, говорит Сеполлина, в том, что операторы на Земле смогут управлять роботом-манипулятором удаленно, выполняя, таким образом, тончайшую работу. На случай необходимости ремонта спутника в космосе этой командой разработаны схемы операций, не зависящие от вида и конструкции спутника-цели.

Чтобы обеспечить эту возможность, NASA начало сотрудничать с инженерами, разработавшими хирургический робот «да Винчи», который может выполнять сложные хирургические вмешательства в телеоператорном режиме – от крошечных, производимых компьютером разрезов для кардиохирургии до удаления раковых опухолей. И хирургический, и космический роботы используют систему трехмерной визуализации, чтобы их действиями можно было управлять издалека.

В лаборатории роботизированных операций стены выкрашены в черный цвет, а окна задернуты плотными шторами, поэтому, когда выключается свет, в помещении сгущается настоящая космическая тьма.

– У нас есть искусственные источники света, которые имитируют сияние, отблески и мерцание, характерные для космоса, – объясняет Сеполлина, – и этот зал превращается в тренажер с погружением, где находятся полноразмерные макеты частей нескольких разных спутников, и наши «робоводы» могут практиковаться с ними в довольно схожих с реальностью условиях, видя на экранах своих компьютеров то же самое, что они наблюдали бы, если бы наш «тягач» уже работал на спутнике, летящем в космосе. Мы тренируемся, тренируемся и тренируемся, чтобы быть уверенными, что те сложные навыки, которые мы стараемся выработать, действительно доступны для освоения.

Недостатком, присущим телеуправляемым роботам, является то, что они действуют медленнее, чем мог бы находящийся на их месте человек.

– Но зато они не просят есть и не хотят спать, – улыбается Сеполлина. – И мы можем организовать посменную работу «робоводов» здесь, на Земле.

Какие же спутники можно будет таким образом починить?

– На высоких геосинхронных орбитах накоплено оборудования на миллиарды долларов, – говорит Сеполлина об орбитах, высота полета спутника на которых примерно составляет 35 786 км над Землей[108]. Орбиты такого типа представляют собой идеальное расположение для приблизительно четырехсот[109] метеорологических, связных и наблюдательных спутников. – Там, куда вообще не мог долететь шаттл, находятся аппараты NASA, Национального управления США по исследованию океанов и атмосферы, военные и коммерческие спутники. Это большое количество наших потенциальных клиентов.

Камеры, мониторы и компьютерные рабочие станции – это глаза и мозг испытательного центра, и операторы, такие как запечатленный на снимке Джо Изли, могут с их помощью без помех наблюдать в деталях, что делают роботы, которым они отдают команды. Источник: NASA / Центр космических полетов имени Годдарда / отдел обеспечения обслуживания спутников

Набор роботов и макетов оборудования в Центре роботизированных операций при отделе обеспечения обслуживания спутников в Центре космических полетов имени Годдарда помогает имитировать и отрабатывать на практике задачи обслуживания спутников, такие как операция по безопасному захвату спутника-клиента. Источник: NASA / Центр космических полетов имени Годдарда / отдел обеспечения обслуживания спутников

Запуск космического аппарата Restore-L запланирован на 2019 год, и его задачей станет встреча, стыковка, дозаправка и перевод на другую орбиту с целью продления срока службы правительственного спутника, чье название пока не разглашается. Если этот проект окажется успешным, то можно надеяться, что технологии орбитального обслуживания космических аппаратов будут использоваться в других проектах NASA, в том числе научно-исследовательских. Кроме того, при том что эта техника разрабатывается в NASA, есть надежда, что она сумеет дать начало новой технологической отрасли обслуживания спутников.