Insinyur aerospace sedang mengembangkan teknologi untuk memperbaiki dan mengisi bahan bakar satelit yang terdampar di ruang angkasa. – Sains Terkini


Ketika satelit pecah, yang sering mengejutkan, tidak banyak yang dapat Anda lakukan tentang satelit.

Mereka menjadi flotsam yang mahal dan berbahaya, yang mengorbit Bumi selama bertahun-tahun atau generasi hingga gravitasi akhirnya menarik mereka ke kematian yang berapi-api di atmosfer. Profesor Universitas Ma Ou, adalah rekayasa teknologi robot untuk memperbaiki satelit yang mengorbit di Intelligent Robotics and Autonomous Systems Lab. Dia membayangkan satelit robot yang dapat berlabuh dengan satelit lain untuk perbaikan atau pengisian bahan bakar.

Satelit perbaikan yang paling berguna akan mampu menyelesaikan banyak tugas, kata Ma. Selama karirnya, ia telah bekerja di berbagai proyek yang berkaitan dengan lengan robot di Stasiun Luar Angkasa Internasional dan program pesawat ulang-alik sebelumnya. Tanda tangannya mengambang di orbit di atas peralatan di atas stasiun ruang angkasa.

Di labnya, rekan riset senior Ma dan UC Anoop Sathyan sedang mengembangkan jaringan robot yang dapat bekerja secara independen tetapi secara kolaboratif pada tugas bersama.

Untuk studi terbaru mereka, Ma dan Sathyan menguji sekelompok robot dengan permainan baru yang menggunakan string untuk memindahkan token yang terpasang ke tempat yang ditunjuk di atas meja.

Karena robot masing-masing mengendalikan hanya satu string, mereka membutuhkan kerjasama robot lain untuk memindahkan token ke tempat yang tepat dengan meningkatkan atau melemaskan ketegangan pada string sebagai respons atas tindakan masing-masing robot.

Menggunakan kecerdasan buatan yang disebut logika fuzzy genetik, para peneliti bisa mendapatkan tiga robot dan kemudian lima robot untuk memindahkan token ke tempat yang diinginkan para peneliti.

Hasilnya diterbitkan bulan ini di jurnal Robotika.

Para peneliti menemukan bahwa dengan menggunakan lima robot, kolektif dapat menyelesaikan tugas bahkan jika salah satu robot tidak berfungsi.

"Ini akan menjadi benar terutama untuk masalah dengan jumlah robot yang lebih besar di mana tanggung jawab robot individu akan rendah," para peneliti menyimpulkan.

Ma mengatakan sejuta hal bisa salah dengan setiap peluncuran satelit. Tetapi untuk sebagian besar gangguan itu, tidak ada yang bisa dilakukan setelah satelit dikerahkan.

Satelit Intelsat seharga $ 400 juta seukuran bus sekolah kecil rusak tahun ini setelah mencapai orbit elips tinggi, menurut SpaceNews. Beberapa dari 60 satelit Starlink pertama yang diluncurkan oleh SpaceX juga tidak berfungsi tahun ini, tetapi orbit Bumi mereka yang rendah dirancang untuk meluruh menjadi terlupakan hanya dalam beberapa tahun.

Mungkin kesalahan satelit paling terkenal sepanjang masa terjadi pada tahun 1990 ketika Teleskop Luar Angkasa Hubble dikerahkan hanya untuk NASA untuk mengetahui cermin priyanya telah melengkung. Sebuah misi perbaikan selanjutnya di atas pesawat ulang-alik Endeavour pada tahun 1993 menggantikan cermin untuk memberikan gambar yang menakjubkan dari alam semesta.

Mengirim manusia ke ruang angkasa untuk perbaikan satelit sangat mahal, kata Ma. Empat misi layanan Hubble berikutnya yang menelan biaya miliaran dolar dilakukan oleh para astronot dari pesawat ulang-alik.

Satelit yang rusak telah mengikuti sebagian besar program luar angkasa internasional dari Jepang ke Rusia. Masalahnya tidak terbatas pada orbit Bumi. Pada tahun 1999, sebuah pengorbit NASA menabrak Mars karena para insinyur menggunakan pound alih-alih metrik newton dalam perangkat lunak pendorong. Pendorong menembak dengan kekuatan empat kali lebih sedikit dari yang diperkirakan dan orbit pesawat ruang angkasa sangat rendah.

Ketidakmampuan untuk memperbaiki satelit menjadi masalah yang lebih mendesak dengan setiap peluncuran, kata Ma.

"Satelit komersial besar itu mahal. Mereka kehabisan bahan bakar atau kerusakan atau rusak," kata Ma. "Mereka ingin bisa pergi ke sana dan memperbaikinya, tetapi saat ini tidak mungkin."

NASA berharap untuk mengubahnya. Pada tahun 2022, agensi akan meluncurkan satelit yang mampu mengisi bahan bakar satelit lain di orbit Bumi yang rendah. Tujuannya adalah untuk mencegat dan mengisi bahan bakar satelit pemerintah A.S. Proyek yang disebut Restore-L diharapkan memberikan bukti konsep untuk perbaikan satelit otonom, kata NASA.

Perusahaan Colorado bernama Maxar menyediakan infrastruktur pesawat ruang angkasa dan senjata robot untuk proyek tersebut.

Sebagian besar satelit tidak digunakan karena mereka kehabisan pasokan bahan bakar – bukan karena kerusakan kritis, kata John Lymer, kepala ahli robot untuk Maxar. Mengisi bahan bakar sendiri akan menjadi keuntungan bagi industri, katanya.

"Kau pensiunkan satelit yang sangat bagus karena kehabisan bensin," katanya .? Lymer mengatakan dia kenal dengan pekerjaan yang Ma lakukan dalam Robot Cerdas dan Sistem Otonomi Lab-nya.

"Ou Ma, yang telah bekerja sama dengan saya selama bertahun-tahun, bekerja di organisasi pertemuan dan kedekatan. Ada semua jenis solusi teknis di luar sana. Beberapa akan lebih baik daripada yang lain. Ini tentang mendapatkan pengalaman operasional untuk mengetahui algoritme mana yang lebih baik dan apa yang paling mengurangi risiko operasional. "

Lymer mengatakan industri siap untuk lepas landas, menciptakan keuntungan bagi mahasiswa teknik aerospace seperti yang ada di UC.

"Saya pikir ini adalah masa depan. Kita akan merangkak ke dalamnya – tidak melompat," katanya.

Di lab Ma, siswa bekerja pada navigasi otomatis yang diperlukan satelit untuk berlabuh dengan satelit lain di luar angkasa. Ini bisnis yang sulit karena benjolan tanpa gravitasi dapat membuat satu atau kedua kendaraan jatuh.

"Mudah membuatnya jatuh di ruang angkasa karena tidak ada yang menahannya. Kemudian satelit menjadi lebih sulit untuk ditangkap. Jika mulai jatuh, pada dasarnya bisa jatuh selamanya. Itu tidak akan berhenti dengan sendirinya," kata Ma.

Simulasi rekayasa dapat memprediksi perilaku dinamis dari target satelit sehingga satelit yang mendekat dapat dengan aman menangkapnya, katanya.

"Kami memiliki alat simulasi sehingga dari sana kami dapat secara akurat memprediksi perilakunya," katanya.

"Untuk mengambil sesuatu di luar angkasa benar-benar sulit. Dan mengambil sesuatu yang jatuh di luar angkasa bahkan lebih sulit."

Waktu adalah esensi. Dengan setiap peluncuran dan setiap satelit yang gagal, orbit Bumi yang rendah mendekati efek Kessler, teori oleh Donald Kessler bahwa tabrakan satelit dapat menciptakan reruntuhan puing yang menghambat keselamatan peluncuran di masa depan seperti yang digambarkan dalam film fiksi pemenang Oscar 2013 "Gravity. "

"Pikirkan kecepatan benda-benda ini. Kita tidak berbicara tentang kecepatan jalan raya atau bahkan kecepatan pesawat. Mereka bepergian dengan kecepatan 17.000 mph," kata Ma.

Penelitiannya membantu mendorong batas pengetahuan yang akan membuka jalan bagi proyek ruang angkasa di masa depan.

"Kami tidak mengembangkan seluruh misi. Kami mengembangkan teknologi yang mendasarinya," kata Ma. "Setelah teknologi terbukti, NASA atau perusahaan komersial akan membawanya ke langkah berikutnya."

Di universitas tempat Neil Armstrong bekerja sebagai profesor teknik kedirgantaraan, langkah pertama bisa menjadi langkah besar.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.