ناسا در نظر دارد ربات ها را برای تعمیرات خودکار ماهواره ها به کار گیرد

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان ؛ وقتی‌ ماهواره‌ها به فضا فرستاده می‌شوند معمولا این یک ماموریت یک طرفه برای این ماشین‌آلات پیشرفته ساخت دست انسان است. طول عمر آن‌ها با توجه به مقدار سوختی و انرژی که برای فعالیت در دسترس دارند تعریف می‌شود. اکثر ماهواره‌های مدرن امروزی دارای پنل‌های خورشیدی هستند که می‌تواند پایداری بیشتری در زمینه‌ی تامین انرژی فراهم کند، اما با این وجود امکان خطا در عملکرد و راه‌اندازی اولیه این تجهیزات در فضا وجود دارد.

خطای ارتباطی و عملیاتی در فضا برای تجهیزات مختلف ساخت دست انسان، می‌تواند زیان‌بار تمام شود و امکان دارد به کلی به دلیل عدم دسترسی و فراهم نبودن شرایط تعمیر به لغو و عدم موفقیت یک ماموریت فضایی بینجامد. بنابراین مهندسین باید اجزای اضافی را برای خرابی‌ها و تعمیرات احتمالی درون این سیستم‌های ماهواره‌ای جای دهند. انجام این کار پیچیدگی‌های مهندسی و هزینه‌های مالی را افزایش می‌دهد.

ناسا با همکاری دارپا در نظر دارد تعمیر و سوخت رسانی ماهواره را با استفاده از ربات انجام دهد
در نهایت و پس از رسیدن به اتمام چرخه‌ی حیات، ماهواره‌ها با کمک جاذبه‌ی زمین به سمت اتمسفر سیاره‌ی مادر کشیده می‌شوند و در آن می‌سوزند یا در همان فضا تبدیل به زباله‌های فضایی می‌شوند.

حالا ناسا برنامه‌هایی دارد که تمام فرآیند‌های چند دهه‌ی اخیر که در بالا اشاره شد را تغییر دهد. آن‌ها می‌خواهند سیستمی طراحی کنند که بتواند ماموریت سوخت‌گیری در فضا را انجام دهد و به طور مشخص در نظر دارند که این کار را برای ماهواره‌ی Landsat 7 در مدار‌ انجام دهند. ماهواره Landsat 7 بیش از 20 سال است که به فضا پرتاب شده و یک ماهواره‌ی تصویربرداری در فاصله‌ی 700 کیلومتری از زمین است که در مدار اش از کار افتاده است.

این ماهواره می‌تواند در 99 دقیقه یک دور کامل، دور مدار زمین بچرخد و در 16 روز می‌تواند از تمام زمین عکس‌برداری کند. این ماهواره برای 20 سال ماموریت عکس‌برداری خود را انجام داد و اخیرا سوخت‌اش به اتمام رسیده است. برنامه‌ی جدید ناسا برای بازسازی و استفاده از ماهواره‌ها شامل پرتاب یک ربات با بازوی مکانیکی برای تعمیرات و سوخت‌گیری‌های احتمالی می‌شود.

ناسا انتظار دارد که ربات پس از پرتاب از زمین، از بازوی مکانیکی خود استفاده کند و عایق بیرونی ماهواره را برش دهد، پس از آن باید دو سیم را جدا کند، یک پیچ را باز کند و لوله‌ی سوخت شامل 115 کیلوگرم سوخت هیدرازین را به درون مخزن ماهواره انتقال دهد. ذکر این نکته قابل توجه است که تعمیرات در فضا قبلا انجام شده و اولین نمونه از تعمیرات مداری در فضا در سال 1984 و توسط دو فضانورد با نام‌های James van Hoften و George Nelson انجام گرفت.

تخمین زده می‌شود که 7389 ماهواره در فضاست و بازاری برای تعمیر آن‌ها در حال شکل گیری است
تلسکوپ مشهور هابل نیز میزبان این تعمیرات بوده و در سال‌های 1993، 1997، 1999، 2002 و 2009 تعمیرات فضایی بر روی آن صورت گرفته است. ایستگاه فضایی بین‌المللی نیز در سال 2020 تعمیرات اساسی را به خود دید و نزدیک به 2 میلیارد دلار خرج آن شد. این شیوه از انجام تعمیرات فضایی ریسک‌ها و ملزومات خود را نیاز دارد و عمدتاً به منابع مالی و انسانی زیادی احتیاج است.

ناسا با تعمیر ماهواره با استفاده از ربات در فضا ناآشنا نیست و در سال 2007 دارپا ماموریت Orbital Express را با استفاده از ماشین‌آلات مخصوص انجام داد، اما ماشین‌آلات و فناوری‌های استفاده شده در آن ماموریت سیستم‌های تعمیر پایدار و برای استفاده‌ی عمومی توسط اکثر ماهواره‌ها نیستند. برای انجام ماموریت‌های تعمیر و سوخت‌رسانی توسط ربات مشکلات مربوط به تاخیر ارتباطی نیز وجود دارد.

به عنوان مثال یک ماهواره که در مدار ثابت ژئوسنکرون قرار گرفته است با فاصله‌ی تقریبی 35 هزار کیلومتر از زمین تاخیر ارتباطی قابل توجه‌ای را دارد و اکثر ماهواره‌ها برای تعمیر در این شرایط طراحی نشده‌اند. بنابراین سیستم تعمیر نیز باید نیمه‌خودکار باشد.

این‌ها بخشی از مشکلاتی است که ناسا باید بر آن غلبه کند. تاکنون موفقیت‌هایی در این زمینه حاصل شده است. دارپا در نظر دارد تا سال 2024 از این سیستم نیمه‌خودکار رباتیک برای تعمیر ماهواره‌ها استفاده کند و همچنین در این رابطه ویدیویی نیز منتشر کرده است.

همانطور که در فهرست اجرام پرتاب شده به فضا گزارش شده است، تا آوریل 2021 نزدیک به 7389 ماهواره‌ی جداگانه در فضا وجود دارد. بیشتر آن‌ها برای ارتباطات استفاده می‌شوند. در همین راستا به نظر می‌رسد که یک صنعت بزرگ و پول‌ساز برای تعمیر، بازسازی و یا بازیافت این اجرام پیشرفته‌ی فضایی در حال ظهور است.