Simulering af rummet på jorden:NASA modtager hardware til at teste satellitserviceteknologi

I august 2021, nyt testudstyr ankom til NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, i form af et gravitations offset bord. NASA-ingeniører vil bruge bordet til at teste robotsatellitserviceteknologier, der en dag vil fungere i rummet.

Et tyngdekraftoffsetbord er et stort stykke granit, der bruges til at teste nyttelaster i rummet under simulerede nul-tyngdekraftsforhold. Måler 8 fod gange 10 fod og vejer 8,5 tons, pladen poleres præcist og jævnes derefter. En slæde på toppen holder testhardwaren. Tre luftlejer under slæden udleder et tyndt lag luft fra en trykkilde, der tillader emner at "flyde, " som simulerer, hvordan en nyttelast bevæger sig i rummet.

"Det er dybest set som et airhockeybord omvendt, " sagde Joe Easley, robotoperatørgruppeleder hos NASA's Exploration and In-Space Services Division hos NASA Goddard. "For airhockey, et bord perforeret med luftstråler flyder en puck. I vores system, det er mere som pucken, med massen af ​​en satellit, flyder selv."

For at nå ægte nul-tyngdekraft, bordet skal simulere seks frihedsgrader eller retninger, som objekter kan bevæge sig i. Tyngdekraftsoffsetbordet har tre frihedsgrader. Den kommer meget tæt på nul-tyngdekraften - så tæt på, at du kunne skubbe nyttelasten med din finger, og det ville glide væk fra dig, ligesom i rummet.

NASA Goddard har brugt denne gravity offset-teknik til at udvikle satellitserviceteknologier, siden den modtog sin første gravity offset-tabel i begyndelsen af ​​2017. Den blev og bliver fortsat brugt til at teste elementer af On-orbit Servicing, Montage, og Manufacturing 1 (OSAM-1) mission, som robotisk vil tanke en satellit i rummet. Denne teknik hjælper med at sikre, at vores komplekse simuleringer er nøjagtige og realistiske.

Simulering af et rumlignende miljø er afgørende for OSAM-1-testning. Teknologidemonstrationsmissionen vil bruge et servicerende rumfartøj med to robotarme, der skal matche hastigheden med og gribe en klientsatellit for at tanke det. Dette er ikke nogen let bedrift, da klientsatellitten ikke var designet til at blive grebet, og denne operation skal være fuldstændig autonom. Ræk for langt, og servicemanden kan skubbe satellitten væk; når ikke langt nok, og servicemanden kunne gå glip af satellitten. Et tyngdekraftoffsetbord giver NASA mulighed for at teste, hvordan en robotarm ville interagere med en satellit i rummet, som efterlignes af nyttelasten på toppen af ​​slæden.

"Det repræsenterer fysik ret godt, " sagde Easley. "Hvis jeg skulle skubbe på en satellit i rummet med min hånd, det ville sandsynligvis bevæge sig meget ligesom tyngdekraftens offset-bordet ville flytte det her på Jorden, med et par flere retningsmæssige begrænsninger på Jorden, selvfølgelig."

Goddards to tyngdekraftoffsetborde har stort set det samme design og samme egenskaber. Det nye gravitationsoffsetbord vil give ingeniører mulighed for at teste forskellige satellitserviceapplikationer på én gang. Ingeniører planlægger at bruge det nye tyngdekraftoffsetbord til at teste hardware kaldet gribearmaturer, der kunne gøre satellitter nemmere at gribe og, derfor, service, når den er inkorporeret i designet.

"Simulering af rumlignende forhold på Jorden med tyngdekraftsoffsettabeller udvider NASAs evne til at teste banebrydende teknologier og maksimere chancen for succes i de første af deres slags missioner, " sagde Easley.