در اين مطلب به آينده‌اي خواهيم رفت که حرکتش همين چند ماه گذشته آغاز شده. آينده‌اي که به آن تصاوير علمي تخيلي نويسندگان کلاسيک بزرگ واقعيت ميبخشد. واقعيتي که روزي آشغالداني فضايي را ممکن است تبديل به معدن آهن پاره کرده و يا مانع از آن شود. هر دو اتفاق ممکن است در آينده‌اي ۵۰ تا ۱۰۰ ساله بيفتد.
در سال ۲۰۱۳ فضانوردان خودشان را در ايستگاه بين المللي فضايي با آزمايش‌هاي زميني در ايستگاه مشغول کردند که شبيه ساز محيط بيرون از ايستگاه يعني خلأ بود. اين آزمايش‌ها از هوستون کنترل مي‌شد که بازوي روبوتيک ۶۰ فوتي کانادايي قرار بود دو بازوي کوچک‌تر به نام دکستر (Dextre) قبل از اينکه به محل ماژولي اندازه‌ي ماشين رخت شويي برسد، بگيرد.
سپس دکستر وارد ماژول شد، يکي از چهار ابزار اندازه‌ي توستر با آخرين فناوري روز را گرفت و با قيچي کردن دو اتصال ايمني، پيچ دو سرپوش بيرون از ماژول را باز کرد و چند ليتر اتانول داخل مخزن نگهدارنده ريخت.
آزمايش ۲۵ ژانويه چندان خبرساز نبود. ولي اين مانور با عنوان عمليات سوخت رساني روباتيک شناخته شد. در واقع گامي انقلابي به سوي علوم فضايي و تجارت بود. اين عمليات جزيي از عمليات بزرگتري به نام سرويس دهي روباتيک نظري است (در انگليسي Notional که تاييد شده با National اشتباه نشود. عمداً از اين لغت براي ايده پردازي پروژه استفاده شده). هدف آن بررسي تعمير، سوخت رساني و نصب کاملاً روباتيک در مدارگردهاست.
اگر اين ايده عملياتي شود، ميلياردها دلار پول ذخيره مي‌شود، و يک مدارگرد مخابراتي مي‌تواند ده ها ميليون برابر هر سال سود دهي داشته باشد، پس حتي چندتا از ان‌ها هم باشند براي رقم‌هاي عظيم کافي هستند.
هزينه‌هاي اوليه
 |
غير از دو مدارگردي که پيش بيني شده بود سرويس دهي شوند (ايستگاه فضايي و تلسکوپ هابل)، ۹۹۸ مدارگرد ديگر باقي مي‌مانند که اکثراً مخابراتي هستند. با آنها چه مي‌توان کرد؟ تربيت فضانوردان، حضور آنها در شاتل‌ها و موشک‌هاي پرتاب شده به مدار، هزينه‌هاي گزافي دارد.
بنيامين رِد مدير پروژه در ناسا و کسي که مسئول پروژه‌ي به روز رساني و تعمير دو مدارگرد نامبرده است. اون همان کسي است که براي تعمير مدارگرد خورشيدي آيلينگ، به سال ۱۹۸۴ پرواز نافرجام چلنجر را مشاوره مي‌کرد.
|
وقتي سال ۲۰۰۳ فاجعه‌ي دوم براي کلمبيا اتفاق افتاد و تمام فضانوردان کشته شدند، روزهاي متوالي تمام دست اندراکاران را فراخواند و جلسات متعددي داشت. فرانک کپولينا بعد از آن گفت:«مي‌خواهيم روباتيک باشيم!»
رد ميگويد:«آژانس هنوز تصميم نگرفته ولي فرانک مي‌دانست که سرويس هابل چگونه خواهد بود و ديديم بهتر است بجاي خطر کردن روي زندگي فضانوردان از روبات استفاده کنيم.» ۱۵ ماه بعد اين تيم روي طرحي روباتيک کار کرد که کار وسيله‌ي سرويس دهي بود. آخرين تعمير هابل ۲۰۰۹ بود که فضانوردان در آن دخالت داشتند.
وقتي کار آماده شد، رد اذعان کرد که :«حالا مي‌دانيم به صورت روباتيک چه مي‌کنيم. نيازي به سرويس دهي داريم؟ خب واضح است که نياز داريم.» آنها به ۹۹۸ مدارگرد ديگر فکر کردند. براي شروع بيشتر مدارگردها که نياز به سوخت داشتند تا مدارشان در طول زمان دائماً تنظيم شود، بايد مدنظر قرار مي‌گرفتند.
رد ميگويد:«وقتي سوخت تمام شود، سوخت را روبات‌ها مي‌برند. ماهواره هاي دولتي و مخابراتي و هواشناسي، در حال بررسي هزينه هايشان هستيم. صدها ميليون دلار فقط براي جايگزيني مدارگردها که ۱۲ تا ۱۵ سال يک بار لازم است و با اين خدمات روباتيک عمر آنها هم افزايش مي‌‌يابد. و نتيجه آنکه بسياري از مدارگردهاي از رده خارج دوباره زنده خواهند شد. آزمايش ژانويه ۲۰۱۳ در اين ابعاد بسيار مهم بود.»
گامي فراتر
سوخت رساني ماهواره‌ها در مدارهاي پايين عملي نيست. رد اذعان مي‌کند:«تعداد زيادي از اين ماهواره‌ها داريم، ولي همه‌ي آنها جهت‌هايي متفاوت نسبت به هم دارند. نمي‌شود سرويسي اماده کنيم که به بيش از يک ماهواره خدمات رساني کند.» پس مهندسين مرکز فضايي گودارد، تمرکز خود را روي سرويس‌دهي به ماهواره‌ها کردند که در مدارهاي در حال حرکت با حرکت وضعي زمين هستند. نوار ۲۲۵۰۰ مايل بالاي سطح زمين که يک دور چرخش ان دقيقا معادل يک شبانه روز زميني است. امروزه حدود ۴۰۰ مدارگرد در اين محدوده قرار دارند. و بيشتر آنها در يک راستا هستند. يک نوار مداري را طي مي‌کنند و در يک جهت در حرکت هستند.
براي سرويس روباتيک کار سختي نيست که از يک مدارگرد به ديگري برود و سوخت برساند و باطري تعويض کند و صفحه‌هاي خورشيدي برخي را باز کند و حتي خود مدارگرد را از مدار خارج کند و اصطلاحاً به حيات خلوت مداري ايمني ببرد.
برخلاف هابل هيچکدام از مدارگردهاي اينچنيني براي نگهداري ميان مداري طراحي نشده‌اند، در نتيجه هيچ ابزار و جايگاهي براي تعميرات روباتيک ندارند. و بدين ترتيب کسي انتظار ندارد که آنها سوخت رساني شوند، چون پورت‌هاي سوختشان استانداردسازي نشده‌اند. به همين دليل است که ماژول واقعي روباتيک در ژانويه ۲۰۱۳ عمليات سوخت‌رساني را انجام داد که هر آرايه‌ي پُرکننده‌ي متفاوت روي سطح ماژول قرار مي‌گرفت.
دکستر چگونه کار مي‌کند:
نيازي به فضانورد نيست!
دکستر ابتدا طوري طراحي شده بود که از ايستگاه فضايي توسط فضانوردان کنترل شود؛ ولي پس از پرتاب اين روبات کانادايي به فضا در سال ۲۰۰۸، دو ارگان داخلي ناسا از آژانس فضايي کانادا درخواست کردند که اگر ممکن باشد، همه چيز از زمين کنترل شود. علت اين درخواست کاملاً مشخص است. نيازي به فضانورد براي کنترل نيست. هزينه ها بسيار کاهش خواهند يافت و ابزارهاي بسيار توانمندتري در اتاق کنترل زمين وجود دارد و وظايف متعددي مي‌توان با کنترل مستقيم از زمين به دکستر سپرد. در سال بهار ۲۰۱۰ اولين کنترل از زمين با ايميني و موفقيت کامل به انجام رسيد. ناسا و آژانس فضايي کانادا هردو کنترل اين بازو را در ايستگاه فضايي به عهده دارند.
بازو چگونه کار مي‌کند؟
دو بازوي ۳.۳۵ متري دارد. هر بازو ۷ مفصل دارد که با بالا و پايين رفتن، به اطراف و همينطور چرخش يا غلتش حرکت مي‌کنند. اين حرکت‌هاي شبيه بازو و شانه هاي انسان عمل مي‌کنند.
اين بازوها مي‌توانند وزني به اندازه‌ي يک اتوبوس مدرسه را جابه جا کنند. پدال حرکتي اين بازوها اندازه ي گوشي موبايل است. همانطور که در شکل مي‌بينيد، بازوهاي فرعي يا گيره هاي جانبي درست مانند چاقوي سوييسي هستند. اين گيره ها حسگرهايي دارند که روبات دقيقا مانند انسان نسبت به اجسام عکس العمل نشان مي‌دهد (ميزان نيروي لازم، تماس سطحي و غيره).
منابع مفيد:
Dextre (WIKI) - Dextre (آژانس فضايي کانادا-صفحه ي اصلي پروژه دکستر)
سرعت فرار - هتلهاي فضايي- آينه هاي فضايي - پرينترهاي سه بُعدي در فضا - ويجر ۱ - پروژه هاي دو قلوهاي ويجر