јмериканцы создали липкую космическую рук

19.10.2011, 07:31
»сточник: membrana.ru




ќпытный образец захвата, способного, по мнению разработчиков, навсегда изменить способ доставки грузов на космическую станцию (фото Altius Space Machines)

Ќова€ технологи€ дл€ манипул€тора, протестированна€ в —Ўј, позвол€ет захватывать практически любые объекты в независимости от их размера, формы и состава: от спутников и грузовых капсул до скафандров, космического мусора и даже астероидов.

 омпани€ Altius Space Machines бросила все свои силы на любопытный проект космического манипул€тора Ђлипка€ стрелаї (Sticky Boom). ≈го авторы по€сн€ют, что сейчас рука шаттла или орбитальной станции способна надЄжно удерживать лишь предметы, снабжЄнные соответствующим узлом дл€ захвата.


Ќовый манипул€тор сочетает противоречивые свойства. — одной стороны, он обращаетс€ с предметами бережно, не сдавливает их и не повреждает, но с другой, удерживает их достаточно крепко (фото Altius Space Machines).
ћежду тем большинство спутников не оборудовано такой ответной деталью, так что их ремонт или Ђпленениеї с целью доставки на «емлю представл€ют большую сложность, даже в случае если к аппарату вплотную подлетит какой-нибудь корабль. Ќе хватать же спутник за край солнечной батареи?!

„то уж говорить о бесформенных рукотворных обломках, представл€ющих угрозу дл€ космической станции, или космических скалах, которые в перспективе тоже нужно будет уметь захватывать.

ƒл€ всех этих задач у Altius Space Machines имеетс€ одно решение Ц манипул€тор, который удерживает предметы за счЄт прилипани€. Ќо это не клей на конце манипул€тора, как можно было бы подумать.



ќснование манипул€тора и электроника, управл€юща€ работой захвата (фотографии Altius Space Machines).

Ќа прообразе будущего манипул€тора видны какие-то контакты, платы с микросхемами и тонкие лепестки, соединЄнные проводниками с системой питани€.

¬се вместе это работает просто загадочно. Ѕез видимого усили€ Ђцветокї удерживает в своих объ€ти€х массивный шарик.

 ак объ€сн€ет Technology Review, в новом аппарате работает электроадгези€ (electroadhesion). «а счЄт электростатических сил она создаЄт эффект прит€жени€ предмета к упругим лепесткам, венчающим грузовую стрелу.

√овор€ проще, новое устройство перераспредел€ет электрические зар€ды на конце механической руки и на поверхности удерживаемого тела так, что между ними возникает прит€жение. » не имеет значени€, из провод€щего материала выполнена цель или нет.


— роботом-стенолазом американцы не только продемонстрировали эффект электроадгезии в действии, но и показали, что сила прилипани€ может доходить до 1,5 ньютона на квадратный сантиметр контактирующей поверхности (фото SRI International).
” нынешнего проекта есть любопытный предшественник. ¬ 2008 году американска€ компани€ SRI International создала робота-стенолаза, который бегал по различным вертикальным поверхност€м как раз за счЄт электроадгезии (роботов было даже несколько вариантов).

Ёта технологи€ обеспечивает надЄжное сцепление с любым материалом Ч металлом, пластиком, стеклом, деревом, бетоном или камнем, увер€ют разработчики.

¬ажно также, что расход энергии системой электростатического прилипани€ довольно мал Ц по 20 микроватт на каждый ньютон удерживаемого веса.

“еперь Altius сотрудничает с SRI International в переводе технологии электростатического прилипани€ на космические рельсы. јвторы Ђлипкой стрелыї особо подчЄркивают, что еЄ универсальность открывает новые возможности дл€ космических манипул€торов.

Ђ¬ам даже не нужно знать, из чего сделан объект и кака€ у него форма, чтобы пойти и зацепитьс€ за негої, Ч говор€т представители Altius Space Machines. ќ перспективах технологии мы скажем позже, а пока познакомимс€ с достигнутыми результатами.

¬есной нынешнего года Altius построила прототип Sticky Boom (на снимках под заголовком и ниже) и успешно испытала его в невесомости на борту самолЄта, лет€щего по параболе, а ещЄ Ч в термической вакуумной камере.

Ќа основе этой технологии Altius разработала новую концепцию доставки припасов и лабораторного оборудовани€ на ћ — либо иную орбитальную лабораторию. Ќазываетс€ она Ђнапр€мую к станцииї (Direct to Station Ч D2S).

ѕо этой технологии космический аппарат, несущий груз, не должен иметь на борту ни стыковочного оборудовани€, ни электроники дл€ контрол€ за сближением и стыковкой, а только аппаратуру св€зи.



—хема работы системы D2S. ѕо€снени€ в тексте (иллюстрации Altius Space Machines).

ѕосле того как последн€€ ступень ракеты выведет свой груз приблизительно в район станции (1 на рисунке вверху), та должна вз€ть управление на себ€. —ама ћ — начнЄт измер€ть рассто€ние, скорость и координаты грузовика (2) и посылать на двигатели последней ступени носител€ управл€ющие команды (3).

“ак ракета должна подойти на безопасное рассто€ние к станции (100-200 метров) и остановитьс€. —о стороны орбитального дома к ней выт€нетс€ Ђлипка€ стрелаї (4) и заберЄт контейнер с грузом или медленно подт€нет всю ступень. “еперь уже груз можно при помощи манипул€тора переместить в шлюз или оставить на внешней платформе.

ќсновна€ часть столь длинной станционной руки, по замыслу инженеров, должна представл€ть собой нечто вроде рулетки, в которой упругий материал изначально намотан на катушку, но при выт€гивании, за счЄт поперечного изгиба поверхности, способен поддерживать пр€мую форму. ¬ невесомости такую ленту можно выт€гивать на дес€тки и сотни метров.



 омпоненты Ђлипкой стрелыї. Ќа врезке Ц один из ранних прототипов, на котором провер€лась иде€ Ђметаллической рулеткиї (иллюстрации Altius Space Machines).

Ќиже вы можете посмотреть, как последний прототип манипул€тора от Altius выт€гивает и складывает свою гибкую стрелу.

“акой способ доставки припасов на станцию имеет одно €вное преимущество перед традиционным. ѕри наличии липнущего манипул€тора грузы можно отправл€ть намного чаще и понемногу при помощи недорогих ракет лЄгкого класса (возможно, частных).

»нженеры по€сн€ют, что небольшие контейнеры с грузами, вес€щие всего по нескольку килограммов или дес€тков кило, слишком малы, чтобы их можно было оборудовать собственными стыковочными узлами или двигател€ми ориентации и системами причаливани€.

ѕотому сейчас мы можем отправл€ть к ћ — лишь насто€щие корабли-грузовики, то есть дорогие конструкции, заполн€емые уже не килограммами, а тоннами грузов и запускаемые раз в несколько мес€цев.



Ћипкий манипул€тор мог бы помочь и при отправлении грузов либо пилотируемых кораблей на «емлю. –ука отпускала бы захваченный объект на сотню метров ниже станции, фактически на другой орбите, где аппарат уже не мог бы столкнутьс€ с космическим домом (иллюстраци€ Altius Space Machines).

30 июл€ компани€ Altius зан€ла первое место и выиграла $25 тыс€ч в соревновании космических бизнес-планов имени ’айнлайна (2011 Heinlein NewSpace Business Plan Competition), спонсируемом NASA и р€дом фондов.

—удей впечатлил не только проект сам по себе, но понравилось и то, как озвученное предложение способно повли€ть на рынок. ¬едь с такой технологией к ћ — получают доступ операторы пусковых услуг, которые раньше не могли рассчитывать на подобные задани€.

Ђ¬место редких визитов крупных аппаратов мы должны организовать нечто вроде почтовой пересылки на орбиту, Ч говор€т американские новаторы, Ц малыми парти€ми, зато быстро и точно по требованию. Ёто ускорит темп исследований в космосеї.

ѕомимо обычных грузов система D2S позволила бы доставл€ть на ћ — крупные запчасти. ƒл€ них не понадобитс€ ни просторный грузовик, ни какой-либо перспективный шаттл. ƒостаточно поместить нужную Ђжелезкуї под обтекатель ракеты и забросить в зону захвата Ђлипкой рукиї.

Ќаконец, адгезионный манипул€тор мог бы пригодитьс€ дл€ перехвата на околоземной орбите капсул с образцами инопланетного грунта, привезЄнных межпланетными станци€ми.

¬ финальном ролике, начина€ с 7:45, о проекте D2S и планах компании рассказывает президент Altius Space Machines ƒжонатан √офф (Jonathan Goff). “ам же можно посмотреть выступлени€ других участников конкурса.



Ћюбопытно, что √офф также €вл€етс€ одним из основателей компании Masten Space Systems, котора€ построила прототип лунной посадочной ступени, выигравший в 2009 году совместный конкурс от Northrop Grumman и X PRIZE. ј на этом снимке мы видим свидетельство новой победы √оффа Ч символический чек от Heinlein NewSpace Business Plan Competition (фото Altius Space Machines).


 лючевые слова:
Altius
Space Machines
космическа€ рука
манипул€тор
захват
прилипание
космический манипул€тор
проект
прототип
захватывать предметы
удерживает на поверхности
спутники
технологи€
ћанипул€торы
робот
робототехника


¬ернутьс€ в рубрику:

ћанипул€торы


≈сли вы хотите видеть на нашем сайте больше статей то кликните ѕоделитьс€ в социальных сет€х! —пасибо!
—мотрите также:

ќбратите внимание полезна€ информаци€.