Enviar robots al espacio para exploración y otras misiones críticas es más económico y eficiente que enviar astronautas humanos. ¿Por qué? Los robots pueden sobrevivir en el espacio durante muchos años transmitiendo información a la Tierra sin comer, dormir o ir al baño, y pueden quedarse ahí, ¡sin necesidad de un viaje de regreso!
Además, los robots pueden realizar una variedad de tareas que los humanos no pueden. Algunos pueden soportar temperaturas extremas o altos niveles de radiación. Los robots también se pueden programar para realizar tareas que serían demasiado peligrosas o imposibles de realizar para los astronautas.
Por lo tanto, los robots son particularmente adecuados para varias aplicaciones espaciales, incluidas las sondas espaciales DCCP (exploración espacial, sondas de sobrevuelo, módulos de aterrizaje, rovers, sondas atmosféricas), construcción espacial, mantenimiento de satélites, reparación y rescate espacial. Todos se pueden controlar de forma remota y tienen un tema común de rescatar humanos de situaciones peligrosas o imposibles. Actualmente, hay dos tipos distintos de sistemas espaciales robóticos: robots orbitales y robots de superficie.
1. Sistemas robóticos orbitales
El sistema de manipulación remota del transbordador espacial, demostrado con éxito en la misión STS-2 en 1981 y todavía en funcionamiento, fue el primer brazo manipulador robótico utilizado en un entorno orbital. Este logro marcó el comienzo de una nueva era de la robótica orbital y provocó el desarrollo de varios conceptos de misión en la comunidad científica.
Un objetivo final es la aplicación al rescate y mantenimiento de naves espaciales que funcionan mal por un robot volador libre o un robot espacial de vuelo libre. Este segmento de sistemas robóticos orbitales incluye sistemas como el sistema manipulador remoto del transbordador espacial (SRMS), sistemas manipuladores montados en la ISS, ROTEX, ETS-VII, ranger y orbital express.
a. Sistema de manipulador remoto de lanzadera (SRMS) o Canadarm
El SRMS es un brazo mecánico que mueve una carga útil desde la bahía de carga útil del transbordador espacial hasta su posición de despliegue antes de liberarla. También puede capturar y volar libremente la carga útil de Bertha en la bahía de carga útil del orbitador. Se utilizó por primera vez en la segunda misión del transbordador espacial, STS-2, en 1981 y desde entonces se ha utilizado más de 100 veces en misiones de vuelo del transbordador espacial, realizando tareas como despliegue de carga útil y atraque, así como ayudando en actividades extravehiculares humanas (EVA). ). El uso cooperativo del SRMS con EVA humanos también ha completado misiones de servicio y mantenimiento para el telescopio espacial Hubble y tareas de construcción para la Estación Espacial Internacional.
b. Sistemas manipuladores montados en ISS
También llamados sistema de manipulación remota de la estación espacial (SSRMS) o Canadarm 2, se encuentran en la próxima generación de SRMS para uso en la Estación Espacial Internacional (ISS), un puesto de avanzada de la presencia humana en el espacio y un laboratorio volador con instalaciones sustanciales para investigación en ciencias e ingeniería. El SSRMS desempeña un papel clave en la construcción y el mantenimiento de la ISS al ayudar a los astronautas durante los EVA y al utilizar el SRMS en el transbordador espacial para entregar una carga útil del transbordador espacial al SSRMS.
C. ROTEX
El experimento de tecnología robótica (ROTEX) de la Agencia Aeroespacial Alemana (DLR) es uno de los hitos más significativos en la tecnología robótica en el espacio. En 1993, el transbordador espacial COLUMBIA (STS-55) hizo volar un brazo robótico multisensorial. Varias tecnologías clave, como una pinza multisensorial, la teleoperación desde tierra y por astronautas, la autonomía compartida y la compensación de retraso de tiempo utilizando una pantalla gráfica predictiva, se probaron con éxito a pesar de que el robot trabajaba dentro de una celda de trabajo en el transbordador.
d. ETS-VII
El satélite de prueba de ingeniería (ETS)-VII fue otro hito en el desarrollo de la tecnología de robótica espacial, particularmente en el servicio de satélites. ETS-VII fue una nave espacial no tripulada desarrollada y lanzada por Japón con un brazo manipulador de dos metros de largo y seis grados de libertad montado en su satélite portador (principal). La misión era probar la tecnología robótica de vuelo libre y demostrar su utilidad en operaciones orbitales no tripuladas y tareas de servicio.
mi. guardabosque
Ranger es un robot espacial teleoperado que consta de dos manipuladores de siete grados de libertad con efectores finales intercambiables para realizar tareas como el cambio de unidades de reemplazo orbital (ORU) en órbita.
F. Expreso orbital
Orbital Express es un programa de DARPA desarrollado para validar la viabilidad técnica del reabastecimiento de combustible en órbita robótico y la reconfiguración de satélites, así como el encuentro, acoplamiento y atraque de manipuladores autónomos. El sistema consta del vehículo autónomo de operaciones robóticas de transporte espacial (ASTRO) y un prototipo de satélite modular de próxima generación, NextSat. Tras su lanzamiento en marzo de 2007, realizó diversas misiones, entre ellas inspección visual, transferencia de combustible, intercambio de ORU, etc.
2. Sistemas robóticos de superficie
La investigación sobre sistemas robóticos de superficie para la exploración de superficies comenzó a mediados de la década de 1960, con varias iniciativas de construcción de rovers teleoperados no tripulados, como el rover tripulado Lunokhod y Apollo. Hoy en día, estos vehículos robóticos autónomos se consideran tecnología indispensable para la exploración planetaria.
a. Rovers teleoperados
Lunokhod 1 y Lunokhod 2, que eran vehículos de dirección deslizante de ocho ruedas con una masa de aproximadamente 840 kg, fueron los primeros vehículos espaciales robóticos operados a distancia lanzados a la Luna. Lunokhod 1 funcionó durante 322 días terrestres y devolvió más de 20 000 imágenes de televisión, 200 panoramas de alta resolución y los resultados de más de 500 pruebas de penetrómetro de suelo y 25 análisis de suelo. Lunokhod 2, que estuvo en funcionamiento durante unos cuatro meses, se perdió prematuramente cuando comenzó a deslizarse por la pendiente de un cráter y provocó. La tripulación del Lunakod estaba formada por un conductor, un navegante, un ingeniero jefe, un operador para dirigir la antena de comunicación tipo lápiz y un comandante de la tripulación.
b. Vehículos autónomos
El gran paso en el desarrollo de vehículos rover ocurrió con el éxito moderado de Blue Rover, y más tarde con un Humvee modificado a fines de la década de 1980, que brindó a los operadores en la Tierra la capacidad de designar rutas globales utilizando mapas que podrían desarrollarse desde el orbitador. imágenes y luego hacer que el vehículo refine y ejecute de forma autónoma una ruta local que evite los peligros. Condujo a un esfuerzo financiado por la NASA para desarrollar un nuevo vehículo llamado Robby, un vehículo más grande que podría admitir la computación a bordo y la energía necesaria para la operación sin ataduras. Este fue el comienzo de la futura generación de rovers autónomos, incluidos los rovers de exploración de Marte creíbles para misiones de vuelo reales.