Gdy psuje się satelita, staje się bezużytecznym śmieciem krążącym po orbicie, który zagraża innym satelitom. W końcu spada w kierunku Ziemi i płonie w atmosferze.

Zdjęcie ilustracyjne

Profesor Ou Ma i jego zespół z University of Cincinnati pracują nad siecią robotów, które wspólnie będą naprawiały i tankowały satelity. Ma mówi, że milion rzeczy może pójść nie tak po wystrzeleniu satelity. A my nie jesteśmy w stanie zaradzić większości z nich. zatem kosztujące miliony dolarów urządzenia bezużytecznie latają nad naszymi głowami, gdyż uległy awarii lub skończyło im się paliwo.

Najbardziej znaną kosmiczną awarią była ta, która dotknęła Teleskop Kosmiczny Hubble’a. Jednak teleskop był projektowany z myślą o serwisowaniu, więc wysłani w promie kosmicznym astronauci dokonali odpowiednich napraw. Jednak wysyłanie ludzi za każdym razem, gdy zepsuje się satelita, jest niezwykle kosztowne. Dlatego też profesor Ma, który pracował m.in. przy projektowanie robotycznego ramienia dla promów kosmicznych i Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, chce stworzyć satelity, które będą dokowały do innych satelitów i je naprawiały.

Problemem nie są zresztą tylko awarie. Większość satelitów przestaje działać, bo skończyło im się paliwo. Odsyłamy na emeryturę sprawne satelity, bo wyczerpało im się paliwo, mówi John Lymer z firmy Maxar. NASA chce w 2022 roku wystrzelić na orbitę satelitę zdolnego do tankowania innych satelitów należących do amerykańskiego rządu. Projekt Restore-L ma być testem dla pomysłu automatycznej naprawy satelitów na orbicie.

W laboratorium Ma trwają intensywne prace nad systemami nawigacji satelitów, które miałyby naprawiać i tankować inne satelity. To niezwykle ważna kwestia, gdyż zderzenie w kosmosie spowoduje, że satelity zaczną poruszać się w sposób niekontrolowany. Do tego może bardzo łatwo dojść, gdyż nic nie hamuje satelitów. Gdy satelita zacznie się niekontrolowanie obracać, może tak poruszać się bez końca, mówi Ma.

Ma i jego zespół wykorzystują zaawansowane narzędzia do symulacji zachowania satelitów na orbicie. Przechwycenie czegoś w przestrzeni kosmicznej jestnaprawdę trudne. A złapanie czegoś, co się obraca jest jeszcze trudniejsze. Trzeba bardzo ostrożnie przewidywać ruch i wszystko precyzyjnie kontrolować, by uspokoić takiego satelitę i go delikatnie przechwycić, mów Ma.

Z jednej więc strony grupa Ma prowadzi badania nad samym przechwytywaniem satelitów, w tym również takich, które poruszają się w sposób niekontrolowany, z drugiej zaś, rozwija technologie ich naprawy. W laboratorium działa kilka robotycznych ramion, z których każde jest wyposażone w siedem stawów, co daje im pełną swobodę ruchu. Ma chciałby, by w przyszłości powstały satelity serwisowe zdolne do wykonywania różnego rodzaju prac serwisowych. Dodatkowo roboty takie powinny mieć możliwość działania w grupie i wspólnego wykonywania najbardziej skomplikowanych zadań.

W ramach swoich ostatnich prac naukowcy dali robotom zadanie przeciągnięcie przedmiotu na wskazane miejsce. Każdy z robotów kontrolował jeden sznurek, do którego umocowany był przedmiot, zatem jego przeciągnięcie wymagało współpracy. Dzięki algorytmom logiki rozmytej udało się przeciągnąć przedmiot na konkretne miejsce zarówno za pomocą trzech jak i pięciu robotów. Przy okazji okazało się, że grupa pięciu robotów jest w stanie wykonać zadanie nawet, gdy jeden z nich ulegnie awarii. To bardzo ważne w dużych grupach robotów, gdy możliwości jednego z nich okażą się mniejsze niż innych, stwierdzili uczeni.

Profesor Ma zauważa, że przemysł kosmiczny jest coraz bardziej zainteresowany serwisowaniem satelitów. Przyznaje, że obecnie technologia jest zbyt mało zaawansowana, jednak w ciągu 5–10 lat będzie ona na tyle dojrzała, że z pewnością powstaną przedsiębiorstwa, które zajmą się świadczeniem takich usług. My nie pracujemy nad całą misją. Tworzymy jedynie technologię dla takich działań. Gdy już będzie gotowa NASA lub jakaś prywatna firma się nią zainteresują i na jej podstawie zbudują satelity, mówi Ma.

Podobnego zdania jest Gordon Roesler, były dyrektor w DARPA (U.S. Defense Advanced Research Projects Agency). W żadnej innej dziedzinie nie robi się tak, że buduje się urządzenie warte pół miliarda czy miliard dolarów i nigdy się go nie dogląda, mówi.
Specjaliści dodają, że już w najbliższej przyszłości właściciele satelitów będą musieli pomyśleć o umożliwieniu ich serwisowania. Obecnie wiele urządzeń jest tak delikatnych, że nie można nawet myśleć o ich przechwyceniu bez ryzyka uszkodzenia. Poza wzmocnieniem satelitów potrzebny będzie też jakiś rodzaj drzwi serwisowych, dających dostęp do ich wnętrza.

Czasu na takie działania jest coraz mniej. Z każdym wystrzelonym i każdym nieczynnym satelitą niska orbita Ziemi jest coraz bliżej efektu Kesslera. To opracowana przez Donalda Kesslera teoria mówiąca, że z czasem zderzenia satelitów między sobą usieją orbitę tak olbrzymią liczbą szczątków, iż zagrozi to kolejnym satelitom. Musimy pamiętać, że zderzenie satelitów powoduje powstanie olbrzymiej liczby odpadków poruszających się z prędkościami przekraczającymi 20 000 km/h.

 

 

 

Źródło: University of Cincinnati