L'ingresso robotico della DARPA

Nov 01, 2023

Non esistono opzioni per la diagnosi visiva, gli aggiornamenti o le riparazioni dei componenti di un satellite.

Tutti i test a livello di componente sono stati completati nel programma Robotic Servicing of Geosynchronous Satellites (RSGS) della DARPA e il lancio della missione dimostrativa in orbita è previsto per il 2024.

L'obiettivo di RSGS è consentire l'ispezione e la manutenzione dei satelliti nell'orbita terrestre geosincrona (GEO), dove centinaia di satelliti forniscono comunicazioni, meteorologia, sicurezza nazionale e altre funzioni vitali.

Attualmente non esistono opzioni per la diagnosi visiva, l'aggiornamento o la riparazione dei componenti di un satellite malfunzionante.

Per il resto dell’anno, gli ingegneri completeranno i test dell’hardware e del software della robotica di volo. L'integrazione del carico utile robotico con l'autobus del veicolo spaziale inizierà nel 2023, seguita da test e verifica del sistema combinato.

Dopo il lancio nel 2024, il veicolo ospite utilizzerà una propulsione elettrica altamente efficiente per raggiungere GEO. Dopo un periodo di attività di controllo e calibrazione, il programma prevede che le attività di manutenzione dei satelliti in orbita inizieranno nel 2025.

"Stiamo cercando di creare una capacità robotica abile e operativa persistente nell'orbita terrestre geosincrona", ha affermato Ana Saplan, responsabile del programma RSGS presso l'ufficio di tecnologia tattica della DARPA. “Ciò consentirà la riparazione e l’aggiornamento dei satelliti in orbita, estendendo la durata di vita dei satelliti, espandendo le capacità dei satelliti esistenti, migliorando la resilienza dei veicoli spaziali e migliorando l’affidabilità dell’attuale infrastruttura spaziale statunitense”.

Nel 2020, DARPA ha collaborato con SpaceLogistics, una società Northrop Grumman, per fornire l'autobus del veicolo spaziale, il lancio e le operazioni del veicolo spaziale integrato in cambio della possibilità di utilizzare il carico utile robotico per fornire servizi commerciali una volta in orbita.

La DARPA sta finanziando il Naval Research Laboratory (NRL) degli Stati Uniti per guidare lo sviluppo delle capacità di manutenzione robotica dell'RSGS. Il sistema in orbita fornito da DARPA includerà due bracci robotici, strumenti robotici multipli, apparecchiature di verifica e calibrazione in orbita, porte di stivaggio delle apparecchiature, telecamere e illuminazione e scatole avioniche associate che eseguono software di volo di controllo robotico avanzato.

Ogni braccio è costituito da sette giunti ad alta resistenza e ad alte prestazioni e da un azionamento dell'utensile. Le scatole avioniche forniscono energia, dati e servizi di controllo alle armi.

"Attraverso il partenariato pubblico-privato, DARPA aiuterà a portare questa tecnologia dalla dimostrazione alla capacità operativa", ha affermato Saplan. "Presto, invece di relegare i satelliti alla spazzatura spaziale a causa di una parte rotta o della mancanza di propellente, il nostro robot meccanico effettuerà "chiamate di servizio" di riparazione nello spazio."

I bracci RSGS sono sufficientemente robusti da essere completamente testabili nella gravità terrestre. Pochi altri bracci robotici per voli spaziali, passati o in fase di sviluppo, soddisfano questo criterio di progettazione. Questa caratteristica unica è ciò che rende questo sistema di manutenzione combinato singolarmente capace sia in orbita, sia completamente testabile a terra.

Per garantire la sopravvivenza di RSGS durante le sollecitazioni del lancio e anni di operazioni nel difficile ambiente spaziale, sia il carico utile della robotica RSGS che l’autobus fornito dal partner saranno sottoposti a test approfonditi prima del lancio.

I test principali includono quelli per le funzionalità di base, le sollecitazioni vibrazionali che simulano quelle durante il lancio, i test elettromagnetici per garantire che i componenti funzionino insieme senza interferenze e le esposizioni al vuoto termico che simulano le condizioni estreme di temperatura e vuoto dell'ambiente spaziale.

Come con la maggior parte dei sistemi spaziali, l'RSGS viene testato in ciascuna di queste modalità a livello di componente (tramite giunto o scatola), quindi dopo l'assemblaggio del braccio e ancora a livello del veicolo.

Il primo braccio assemblato ha completato con successo i test funzionali, vibrazionali ed elettromagnetici e si sta preparando per iniziare i test del vuoto termico. Il secondo braccio sta completando l'integrazione e inizierà i test ambientali questo autunno presso l'NRL.

RSGS è destinato a rimanere in orbita a lungo termine, risolvendo i problemi sui veicoli spaziali esistenti non appena si presentano. DARPA ha progettato RSGS con la capacità di rifornirlo durante il volo con strumenti e hardware aggiuntivi, consentendogli di risolvere sfide impreviste o emergenti in GEO.