据美国国家航空航天局网站2月2日报道,近日,美国国家航空航天局(NASA)的“机器人燃料加注任务”(RRM)成功对国际空间站加拿大机械臂-2进行了检查。这种”肉眼“检查的能力或有助于未来检查其他轨道上的航天器损毁和故障等维修风险类项目。
RRM设备于2011年发射至空间站,一直以来作为一个模块化、指导性的试验场,用以试验具有开创性的卫星维修工具、技术以及工艺技巧。NASA的工程师使用RRM试验使用机器人为卫星加注燃料、进行故障判断和升级所需要的关键技术,并使之愈加成熟。这证明这些技术在地球轨道上可以发挥作用。
2015年10月,RRM一个最新技术首次亮相——可进行“肉眼”检查、可变换姿势的无脊椎机器人(VIPIR)。该工具的对象是国际空间站的加拿大机械臂-2(Canadarm2),Canadarm2被称为“空间站遥控操作器系统”(SSRMS)。
2003年起,NASA就对机械臂上的“加拿大”(Canada)标志中“a”字母旁边的黑色印记感到困惑。NASA怀疑是微流星体撞击而成,但由于国际空间站的摄像机是固定的,无法进行近距离观察,始终无法解释其成因。而现在,国际空间站使用VIPIR找到了答案,VIPIR是一个多摄像头的检查工具。2015年5月,它作为RRM计划的一部分,由卫星维修能力办公室(SSCO)制造并测试。它的变焦镜头为更近距离地观察神秘的黑色印记提供了完美的渠道。2015年10月9日,NASA约翰逊航天中心的机器人操作员控制着加拿大航天局的德克斯特(Dextre)——附着在空间站遥控操作器系统(SSRMS)上的一个双臂机器人——来操控VIPIR到位进行检查。
“VIPIR的成果是惊人的,”国际空间站开发主管罗恩·提克(Ron Ticker)表示。“在将近8英寸的距离下,VIPIR能够解析0.03英寸大小的细节——大概比一张信用卡的厚度薄十倍。在VIPIR的一个镜头下,我们能辨别出那块黑色印记实际上是一个凸起的部位。”
VIPIR提供的分辨率清晰且聚焦,以至于可以数清保温材料中的单根纤维结构。约翰逊航天中心图像科学与分析小组的图像分析师迈克尔•罗林斯(Michael Rollins)解释说,如果VIPIR能被放置在离机械臂更近的位置,它就能提供更高分辨率的视场。然而,空间站为机器人操作制定的接近规则使VIPIR距离机械臂更远——那个位置可能为检查带来更好的照明。RRM团队使VIPIR的摄像机保持瞄准该区域两个多小时,这样他们既能在耀眼的阳光下拍摄镜头,也能在轨道的夜间借助更柔和的LED照明灯的灯光拍摄。
VIPIR的视觉主管罗丝•亨利(Ross Henry)表示:“检查期间的大多数情况下,由于可见细部数量有限,影像都是同样的。然而,当太阳从一边(以斜角)照亮检查部位的那一刻,影像完全改变了。投下的阴影清晰地显示出检查部位的凸起块。这一操作有助于我们对VIPIR能在轨道上观测到的内容了解更多。”
图像科学与分析小组如今正在分析VIPIR的检查结果,以确定凸起的原因。经过一个三维分析工具的初步发现,可确认稍微抬高的结构是造成异常的主要原因。更进一步的工作计划是尝试描绘凸起块内的详细情况。与此同时,RRM团队正在庆祝今年秋季他们圆满完成的另一项工作。作为十月份RRM操作的一部分,NASA还测试了一系列新型卫星维修技术与工艺技巧。卫星维修能力办公室(SSCO)的任务清单中包括练习为冷却剂补充做准备的技巧、为“即插即用”的太空设备测试电气连接以及处理贴标工作,以及协助由机器视觉指导的操作。
1月4日至10日,该团队完成了RRM清单上的最新科研目标:将一组特制的太阳能电池曝露在太阳光下,以评估其性能。RRM项目正在与NASA格伦研究中心合作进行此次试验。1月8日,该设备经由日本“希望”实验舱的气闸舱进入空间站,1月22日,国际空间站上的航天员将该设备收回。随着这一步骤的完成,目前的RRM试验任务已告一段落。原始的RRM模块将搭载从国际空间站返回的货运飞船,在重返大气层期间烧毁,时间待定。
目前,RRM团队正在开发另一个空间站大型项目。“雷文”(Raven)是卫星维修能力办公室(SSCO)开发的一款新型技术试验台,它将演示一种允许航天器对非合作目标执行自主、实时和相对导航的机器人系统。这项调研演示了可能会用在小行星重定向任务(Asteroid Redirect Mission,ARM)和“猎户座”飞船以及卫星维修中的传感器技术。雷文(Raven)将于2016年夏季至国际空间站。
RRM-3的计划正在有序进行,一个新的单独舱段将被用来开展演示制冷剂补充和氙气加注所需工具、技术和工艺技巧的实验。在未来的深空探索任务中,这些技术将至关重要。(温熙越 编译)