Térmanipulátorok. Buran tervezés: fedélzeti rendszerek Manipulátorok mesterséges intelligenciával űrhajókhoz

Interjú

21.09.2016 09:41

OROSZ ÚJSÁG. ALEXANDER GREBENSHIKOV. AVATAR, ISMERLEK!

A ROSCOSMOS State Corporation csaknem 2,5 milliárd rubelt szán a világűrben való munkavégzéshez szükséges robotok létrehozására. Milyen „mechanikus űrhajósokra” van szükség az űrállomáson kívül? Milyen teszteken mennek keresztül a „kiberek”, mielőtt pályára állnának? Melyik orosz geológus robotot tervezték a Marsra? Alexander GREBENSHIKOV, a Központi Gépészmérnöki Kutatóintézet (TsNIIMash) űrrobotikai laboratóriumának vezetője mesél erről az RG-nek.

- Alekszandr Vladimirovics, akkor milyen robotokra van szükség a világűrben való munkához?

Eleinte ezek a robotok az űrhajósok járművön kívüli tevékenységeinek operatív támogatására. Vagyis asszisztensek. Aztán robotok, amelyek „önállóan” végzik a berendezések és alkatrészek karbantartását az állomás külső felületein. Például szemrevételezés, technológiai és javítási műveletek, tudományos műszerek karbantartása stb.

-Mik a főbb követelmények a kiberűrhajósokkal szemben?

A legfontosabb dolog a közeli emberek és maga az objektum - egy állomás vagy hajó - biztonságának biztosítása. Ez azt jelenti, hogy a robotok tevékenysége nem vezethet vészhelyzethez vagy abnormális helyzetekhez. A második a robot hatékony működése. Harmadszor pedig nagy megbízhatósága és az űrben lévő káros tényezőkkel szembeni ellenállás.

A robot avatárok lesznek a legsokoldalúbb gépek a Holdon és más bolygókon végzett összetett műveletekhez. És milyen előnyöket kínálnak?

Kettő tagadhatatlan: a legénység életét és egészségét veszélyeztető kockázatok csökkentése a világűrben végzett munka során, valamint a költségek csökkentése. Elmondhatom, hogy az űrhajósok külső munkájának minden órája különböző becslések szerint 2-4 millió dollárba kerül. A számok magukért beszélnek. Ezen túlmenően, ha a jövőben robotokat használnak rutin műveletek végrehajtására a személyzettel rendelkező állomásokon, a személyzetnek további ideje szabadul fel a pihenésre vagy más sürgető problémák megoldására.

Ha jól tudom, Oroszország már kifejlesztette az első olyan robotrendszert, amely segíti az űrhajósokat a világűrben? Vagy pontosabban prototípus?

Igen, három éve folynak a tervezési fejlesztések. A TsNIIMash kezdeti adatai alapján az Android Technology vállalat elkészítette a SAR-401 android űrrobot földi prototípusát. 2014 végén elnevezett CPC-n. Yu.A. Gagarin, funkcionális tesztjeit elvégezték. A robot távirányítós üzemmódban, kezelő irányítása mellett, sikeresen hajtott végre standard műveleteket: billenőkapcsolókat kapcsolt, szerszámokat fogott, mechanikus zárakkal, elektromos csatlakozókkal dolgozott, televíziós kamerák segítségével vizsgálta a felületet, megvilágította az űrhajósok munkaterületét, süllyesztette és emelte. az űrruha sisak védőszemüvegét, és megtörölte az ablaküveget.

Később kidolgozták az extravehicularis tevékenységek támogatására szolgáló robotizált szállító és manipulációs rendszer előzetes terveit, valamint az Andronaut antropomorf robotot. Prototípus mintákat fejlesztettek ki, és laboratóriumi vizsgálatokat végeztek.

Hogyan néz ki egy orosz űrrobonauta? Milyen teszteken kell keresztülmennie, mielőtt pályára áll?

Ami a SAR-401 robotot illeti, személyre hasonlít. De eddig lábak nélkül: célszerűbb egy szállítómanipulátor segítségével mozgatni az űrállomáson. A „kezei” és „ujjai” ugyanolyan méretűek és mozgékonyak, mint egy személyé, és az irányítást a kezelő által viselt külső csontváz segítségével végzik. A robot pontosan megismétli a kezelő minden mozdulatát, aki egy virtuális valóság sisak segítségével távolról irányítja a munkát sztereó képeken. A robot „fejében” elhelyezett televíziós kamerák sugározzák.

Mielőtt pályára állna, a robotnak számos komoly teszten kell átesnie: termikus vákuum, rezgésszilárdság és sugárzásállóság, elektromágneses kompatibilitás és még sok más.

- Fontos itt a forma és a tartalom egysége? Milyen irányba halad a tervezési gondolat?

Ami az android robotot illeti, kétségtelen. Szerkezetileg kinematikailag teljesen hasonlónak kell lennie egy személyhez. Csak így lesz képes az emberi kéz és ujjak motorikus képességeire jellemző „finom” műveletekre. Ráadásul a robot humanoid megjelenése alkalmasabb az űrhajósok pszichológiai támogatási funkciójának ellátására.

Űrpók robotok, kígyórobotok, majomrobotok stb. - ez egy képzelet repülése a tervezőknek? Vagy az ilyen formák szükségszerűek?

Egyes esetekben az ilyen formák szükségszerűek. Például a pókszerű robotok alkalmasabbak kráterek meredek és laza lejtőinek megmászására. Stabilabbak, manipulátorlábakkal akár fordított helyzetből is kihúzhatók. De szűk labirintusokon vagy csöveken belüli mozgáshoz - szerpentinben.

- Milyen anyagokat fejlesztenek ki a robotok sugárzástól, mikrorészecskéktől és mikrometeoritoktól való védelmére?

A robot elektronikus „töltelékét” a teste védi a mikrorészecskéktől. Hagyományos űranyagokból készül: alumíniumötvözetek, titán, kompozitok. A robot mechatronikai és elektronikai rendszereinek részeként sugárzásálló alkatrészeket, elektromos és rádiós termékeket használnak majd, és a kritikus alkatrészek és rendszerek redundáns módszereit alkalmazzák.

Sok tudós azzal érvel, hogy csak az automatáknak kell működniük az űrben, egyáltalán nem kell kockáztatni egy embert. De az egyik űrhajós egyszer azt mondta: „Amikor kiment a világűrbe, valamit ki kellett cserélni. Az irányítóközpont azt mondja: „Vegye a kulcsot a 14-hez.” Elvettem, és amikor a rendszerhez közeledtem, rájöttem: biztos más kulcsnak kell lennie. Egy robot elvégezné a feladatomat 14-es kulccsal? Nem. És megtettem." Kiderült, hogy a robotok nem tudnak mindent?

Valójában még nem lehet olyan fejlett mesterséges intelligenciával rendelkező robotokat létrehozni, amelyek az űrben minden helyzetben teljesen helyettesíthetik az embert. És nem csak ott. A robotoknak azonban sok esetben nincs alternatívája az űrben. Ez vonatkozik az olyan veszélyes és munkaigényes munkák elvégzésére, mint például az űr atomerőművek karbantartása a közeljövőben, építési és telepítési munkák hold- és bolygóbázisok létrehozására, aszteroidák és távoli bolygók kutatása. De ugyanakkor a robotokat egy személy fogja irányítani vagy irányítani. Ezért jelenleg aktív munka folyik a robot-ember interfészek, valamint a robotok adaptív autonóm viselkedésének, valamint a robotok egymással való csoportos interakciójának javításán.

- Milyen kozmikus jövő vár a robotavatarokra? Nehéz kezelni őket?

Robot avatarok, i.e. az ember által irányított és mozgásait lemásoló humanoid robotok (androidok) a jövőben a leguniverzálisabb gépek lesznek a Föld-közeli űrben, a Holdon és más bolygókon lévő űrobjektumokon végzett összetett műveletek végrehajtására. Az androidok irányításának módszerei jelenleg aktívan fejlődnek. Az androidok kezelése pedig természetesen némi előképzettséget igényel.

Miért mondják a tudósok, hogy az avatárok csak a Föld közelében tudnak majd dolgozni? Például a Holdon vagy az űrállomásokon? A jel késése miatt?

Ez gyakori probléma a távoli távvezérléssel. Ha a visszacsatoló jelek több mint két másodpercig késnek, akkor az emberi kezelő és a robot tevékenységében eltérés léphet fel. Ez pedig a feladat kudarca. A Föld közelében (közvetlen rádiólátás esetén) a vezérlőjelek késése viszonylag kicsi - kevesebb, mint 0,2 másodperc.

Ami a Holdat illeti, a teljes késés (oda és vissza) már több mint 2,5 másodperc. Ez például nehézségeket okozott a szovjet holdjáró irányításában. Ezért jobb az avatárokat a Holdon irányítani egy holdpálya állomásról vagy egy holdbázis túlnyomásos rekeszeiről. És alkalmazzon felügyeleti ellenőrzési módszereket a mesterséges intelligencia elemeivel, beleértve a képfelismerést, az autonóm navigációt és a döntéshozatalt.

- Mi történik most az orosz SAR-401 és Andronaut robotokkal? Mikor mehetnek dolgozni az űrbe?

A SAR-401 alapján a Teledroid űrkísérlet részeként repülési prototípus készül, amely 2020-ban kerül az ISS-re. Az orosz szegmens új tudományos és energetikai modulján, egy űrhajós irányítása alatt, járművön kívüli tevékenységeket végez majd. Ami az Andronautát illeti, ezt a rendszert nagy valószínűséggel az orbitális állomáson belüli űrhajós pszichológiai és információs támogatásának eszközeként fejlesztik ki. Hasonló a japán Kirobo humanoid robothoz.

- Milyen robotok vannak jelenleg az ISS-en?

Az ISS külső felületén egy Canadarm2 űrmanipulátor található Dextre „fúvókával”, egy japán JEMRMS manipulátor a Kibo modul nyomásmentes EF platformjának kiszolgálására, valamint két orosz Strela mechanikus rakománymanipulátor. Az ISS belsejében található az amerikai Robonaut R2 android robot és a japán Kirobo „robotbaba”.

Az amerikaiak nagy jövőt jósolnak a SpiderFab pókszerű robotoknak, amelyek űrházakat építenek majd. Milyen rendszer ez?

A SpiderFab-ot űrszerkezetek építésére fogják használni. Itt két fő technológia van. Mindenekelőtt a Trusselator nevű készüléket, amelyet most sikeresen tesztelnek a laboratóriumban: ez egyfajta szintézise a 3D nyomtatónak és egy kötőgépnek. A hengeres test egyik oldalán egy tekercs cérna található (a készülék szénszálat használ alapanyagként), a másikon pedig egy extruder található, amelyen keresztül extrudálják a leendő farm három fő csövét. A rácsot menettel tekerve erősítjük meg. Ennek eredményeként egy körülbelül egy méter hosszú eszköz több tíz méter hosszú farmot hozhat létre.

Ezt követően a Trusselator robot nevű eszköz egy manipulátor és egy speciális hegesztőgép segítségével képes lesz az eredeti rácsos szerkezeteket nagy, összetett szerkezetekké összekötni és napelemekkel, fényvisszaverő fóliával lefedni és a küldetés céljaitól függően egyéb műveleteket végrehajtani.

Általánosságban elmondható, hogy a SpiderFab technológia lehetővé teszi, hogy továbblépjünk a kilométer hosszú képregényes struktúrák gyártására! Jelenleg az űrbe juttatott szerkezetek hatalmas biztonsági ráhagyással rendelkeznek, hogy ellenálljanak a túlterhelésnek az indítás során. Az ilyen nagy teherbírású szerkezetekre jellemzően az űrben nincs szükség, de nagyon nagy méretre van szükség például az interferométeres teleszkópokhoz. A SpiderFab eszközökkel pontosan ilyen szerkezeteket építhet: könnyű, nagy méretű és alacsony életciklus-költséggel.

Azt kell mondanunk, hogy a szovjet tudósok már a múlt század 80-as éveinek végén tanulmányozták a nagy méretű, nagy hosszúságú rácsok térbeli létrehozásának ötletét. Ehhez a TsNIIMash egy két szoftveres manipulátorral ellátott űrrepülőgépre épülő rácsos összeszerelő egységet tervezett használni, amely szoftveres módban szabványos szénszálas rudakból állítana össze egy rácsot, összekötve azokat a csomóponti elemekkel. A rudakat és elemeket a készülék fedélzetén lévő kazettás tárolóból vettük ki. Mindegyik rúd mindkét végén speciálisan kialakított magnetomechanikus, önfeszítő, holtjáték-mentes zárral van ellátva. Ugyanazon manipulátorok segítségével az egyes szakaszok összeszerelése után a teljes rácsot visszamozgatták görgős vezetők mentén, az üreges rácsos összeszerelő egység belsejében, így szabaddá vált hely a rácsos következő szakaszának felépítéséhez.

Mágneses-mechanikus zárakat, rúdelemeket, szerelvényeket gyártottak, valamint nagyméretű maketteken tesztelték a mezőgazdasági szakaszok robotizált összeszerelésének folyamatait RM-01 szovjet ipari robotokkal. Amint láthatja, a SpiderFab technológia valójában egy jól ismert ötlet felelevenítése egy új technológiai szinten a 3D nyomtatás segítségével.

- Milyen robot-űrkesztyűt fejlesztettek ki az amerikaiak? Van nálunk valami hasonló?

A RoboGlove-ot úgy tervezték, hogy növelje az ember fogási erejét az űrben. Létrehozásakor a Robonaut humanoid robot fejlesztése során használt technológiákat alkalmazták. A NASA kijelentette, hogy egy ilyen kesztyű használata több mint felére csökkentheti az ember izmaira nehezedő terhelést. Oroszországban nem fejlesztettek ki külön hasonló kesztyűket, és a folyamatban lévő kutatások során figyelmet fordítottak a hatalmi exoskeletonra.

Nemrég láttam egy videót: az ESA által kifejlesztett jövőbeli űrszemét-tisztító készülék drónok elkapását tanulja. Érdekes. Mit kínálnak az orosz robotikusok a probléma megoldására?

Oroszországban jelenleg is folynak kutatások az űrobjektumok kiszolgálásának problémáiról, köztük az űrszemét-lerakás problémájáról. Tervezési és kutatási kutatások folynak, többek között manipulátoros űrhajók fejlesztése, amelyek rögzítik az elhasználódott műholdakat, azok töredékeit, majd egy speciális, úgynevezett ártalmatlanító pályára vagy a Föld légkörébe juttatják őket, ahol leesésükkor megégnek.

- Egy műholdjavító robot képzelet vagy valóság?

Ma ez már nem képzelet, de még nem valóság. Külföldön és itthon is folyik a kutatómunka ennek a sürgető problémának a megoldására. A drága műholdak űrben történő javítása megnöveli aktív élettartamukat, ezáltal csökkennek a műhold-konstellációk szükséges összetételének fenntartásának költségei. Ehhez azonban meg kell változtatni a műholdak és az űrhajók létrehozásának ideológiáját

javíthatóságuk legalább a szabványos szabványos elemek és blokkok cseréjének szintjén. Ezt a problémát pedig az új, ígéretes műholdak és űrhajók tervezőinek kell megoldaniuk.

Tervezik-e az orosz tervezők új Mars-járókat fejleszteni? Tegyük fel, hogy az amerikaiak a Valkyriesre tippelnek, amelyek állítólag sokkal fejlettebbek képességeikben, mint a Curiosity. mi van nálunk?

Oroszországban kidolgozták az univerzális önjáró platform „Robot Geologist” tervezését. Manipulátorral, fakitermelő és fúróberendezéssel, valamint a Hold és a Mars felszínén végzett geológiai és geofizikai kutatásokhoz szükséges tudományos műszerek teljes komplexumával lesz felszerelve. Beleértve a szeizmikus felderítést egy sor robbanás segítségével, rétegzett talajoszlopok gyűjtését és szállítását 3 m mélységig egy legfeljebb 400 km hosszú útvonalon stb. A fejlesztés lehetővé teszi számunkra, hogy szorosan hozzáláthassunk az ilyen talajok létrehozásának fejlesztéséhez. egy rover, amely funkcionalitásában nem rosszabb, mint a Curiosity.

Névjegykártya

GREBENSHIKOV Alekszandr Vladimirovics, 1958-ban született. Felsőfokú végzettséget szerzett a Moszkvai Energetikai Intézet rádiótechnikai osztályán 1981-ben. 1986 óta foglalkozik szakmailag az űrrobotikával, a ROSCOSMOS vezető tudományos intézetében, az FSUE TsNIIMash-ban dolgozik. A TsNIIMash Szövetségi Állami Egységes Vállalat Űrrobotikai Laboratóriumának vezetője, az Orosz Föderáció Fejlett Kutatási Alapítványa Robotikai Technológiák és Alapelemek Nemzeti Fejlesztési Központja Szakértői Tanácsának szakértője.

Szöveg: Natalia Yachmennikova

Orosz újság – Szövetségi szám: 7080 (212)

Moszkvai Repülési Intézet

(Nemzeti Kutatóegyetem)

Alkatrészgyártási technológia

Absztrakt a témában:

Térmanipulátorok

Elkészült Art. gr. 06-314

Zverev M.A.

Ellenőrizve:

Beregovoy V.G.

Moszkva 2013

A DOK "Mir" moduljainak manipulátorai

A Mir hosszú távú orbitális komplexumban (állomáson) (DOK) a modulok részeként manipulátorokat alkalmaztak, mind a cserélhető modulokon, mind az alapegységen. Ezek a manipulátorok feladataikban és végrehajtásukban különböztek egymástól.

A Kvant-2, Spectrum, Kristall és Priroda modulok külső felületére a fő dokkolóállomás közelében egy manipulátort szereltek fel. Ennek az M-nek az volt a fő feladata, hogy az alapegységgel (a PxO hosszirányú dokkoló egységhez) történő dokkolás után a modult egy másik dokkolóegységre csatlakoztassa, melynek tengelye az I-III stabilizációs síkban feküdt. II-IV. Ugyanezt a manipulátort használták a modulok újradokkolására a komplexum működése során. Ezekhez a műveletekhez a PxO külső gömbfelületére a stabilizációs síkok között 45 0 -os gömbszögben 2 db speciális dokkolóegység került beépítésre, amelyre a modul manipulátort rögzítettük. Az ezzel a csomóponttal történő dokkolás után a modul lecsatlakozott a hosszirányú dokkoló csomópontról, és a legközelebbi szabad „merőleges” dokkolócsomóponthoz került, hagyományosan az I-II vagy III-IV. Ezt a manipulátort a pont-pont program szerint működő szállító (szállító) manipulátorok közé kell sorolni.

Alapegység-manipulátorok („Strela”)

A szállító manipulátorok osztályába tartozik a „Strela rakományrendszer” is, amelyet a komplexum alapegységére szereltek fel. Ez a rendszer a rakomány moduloktól az alapegység felületére történő szállítására szolgál. A DOK „sztár” kialakítása után a tároló összes kijárati nyílása foglalt volt, és a szükséges felszerelést csak a modulok második végnyílásaiból tudták szállítani. A legénység munkájának megkönnyítése érdekében két „nyilat” szereltek fel a DOK felületére, a II és IV stabilizációs síkra azokon a helyeken, ahol a fejburkolatot rögzítették. Az 1. ábrán. Felsoroljuk azokat a munkákat, amelyekhez a manipulátor segítségére volt szükség.

A „Nyíl” diagramja és fényképe az 1. ábrán látható.

Háztartási mechanikus manipulátorok Nyíl", amelyet két tengely körül elhelyezett teleszkópos rúd formájában készítettek, az ISS-en az űrhajósok mozgatására használják az állomás külső felületén. A modulra szerelt daruk "Móló"<#"654688.files/image004.gif"> <#"654688.files/image005.gif">

A Dexter úgy néz ki, mint egy fej nélküli törzs, két rendkívül mozgékony, 3,35 m hosszú karral felszerelve, a három és fél méteres testnek a „derékán” van egy forgástengelye. A ház egyik végén megfogóeszközzel van felszerelve, amellyel a Canadarm 2 megragadhatja, és az SPDM-et átviheti az állomás bármely orbitális csereegységére (ORU). A test másik végén egy, a Kandarm orgonával gyakorlatilag teljesen megegyező robotműködtető található, így az SPDM az ISS megfogóeszközeihez rögzíthető, vagy a Kandarm2 funkcionalitásának bővítésére használható.

Mindkét SPDM kar hét ízülettel rendelkezik, ami ugyanolyan rugalmasságot biztosít, mint a Canadarm 2, nagyobb pontossággal kombinálva. Mindegyik kar végén található az Orbital Replacement Unit/Tool Change Mechanism (OTCM) nevű rendszer. Beépített megfogókat, visszahúzható fejet, monokróm televíziós kamerát, háttérvilágítást és osztott csatlakozót tartalmaz. adatcsere és a rakomány videó megfigyelése.

A Dexter testének alján egy pár tájolható színes képkamera található megvilágítással, egy ORU tárolóplatform és egy szerszámtartó. A tok három különböző eszközzel van felszerelve, amelyek az ISS-en történő különféle feladatok elvégzésére szolgálnak.

Manipulátor Canadarm

egy robotkar volt, amelyet eredetileg űrhajó fedélzetén való használatra szántak. A Canadarm-ot 1975-ben állították hadrendbe, és 1981-ben repültek először, és az emberi űrrepülés történetének jelentős technikai fejlesztése volt. A Canadarm bemutatta a roboteszközök lehetséges alkalmazási lehetőségeit az űrben, és szilárdan meghonosodott az űrkutatás mérnöki területén is. Az eszközt számos iterációban gyártották különféle küldetések fedélzetén való használatra, hosszú hurkos karokból áll, amelyeket a pilótafülkéből robotizáltan irányítanak. A Canadarm hivatalosan a forgó távmanipulátor (SRM) rendszerként ismert, és az űrhajósok számára készült, hogy rakományokat szállítsanak az űrhajókba vagy onnan. Más feladatokra is használható, a Hubble-teleszkóp javításától a Nemzetközi Űrállomás (ISS) összeszereléséig. Az eszközök második generációját, a „Canadarm-2”-t telepítették az ISS-re.

Az űrrepülés különböző aspektusaival kapcsolatos fejlesztési munkákra olyan ügynökségek is megbízhatnak, mint a National Aeronautics and Space Administration (NASA). Míg az ügynökségek gyakran inkább hazai cégekkel dolgoznak együtt, a nemzetközi együttműködés nem ritka, amint azt a Canadarm használata is bizonyítja. A NASA olyan eszközt rendelt, amely a hasznos terhek átvitelének vezérlésére használható, és potenciálisan más olyan tevékenységekhez is használható az űrben, ahol tárgyakat kell rögzíteni és manipulálni. Bevetésük során a különböző Canadarm modellek soha nem vallottak kudarcot, bár 2003-ban megsemmisültek. természeti katasztrófák következtében.

A Canadarm-ot először a Columbia űrsikló fedélzetén használták az STS-2 küldetés során, 1981-ben. Működése során a Canadarm manipulátor 50 küldetésben vett részt és 7000 fordulatot hajtott végre a Föld körül, egyetlen hiba nélkül működve. A robotkart a Hubble teleszkóp megfogására, több mint 200 tonna ISS-alkatrész mozgatására és kirakására, valamint űrhajósok mozgatására használták.

A manipulátor az űrsikló rakterében volt, a kabinból távvezérléssel. 6 szabadságfokkal rendelkezik. A rögzítési mechanizmus működési elve hasonló a kameramembránéhoz.


Jellemzők:

Hosszúság - 15,2 m (50 láb);

Átmérő - 38 cm (15 hüvelyk);

Saját tömeg - 410 kg (900 font);

Súly a teljes rendszer részeként - 450 kg

A „CANADARM” távvezérelt manipulátort (RMS) telepítették az űrrepülőgépre. Lehetőség van a DUM két ágának létrehozására. Egyszerre csak egy kéz dolgozhat. Az RMS (RMS) fő célja a szállítási műveletek:

tárgyak szállítása a szervezett bűnözői csoporttól, tárgyak elhelyezése a szervezett bűnözői csoportban, a „Távoli Munkahelyhez” (RWP) rendelt űrhajósok mozgatása a szervezett bűnözői csoporthoz tartozó objektumhoz;

technológiai műveletek biztosítása:

a szerszám és a személy alátámasztása, rögzítése, elhelyezése.

Az RMS Canadarm-ot a Spar Aerospace tervezte és gyártja. Az első minta fejlesztése és gyártása - 70 millió dollár. A következő 3 „fegyvert” 60 millió dollárért gyártották. Összesen 5 darab készült (201., 202., 301., 302. és 303. kar) és került át a NASA-hoz. A 302-es kar elveszett a Challenger-balesetben. Élettartam - 10 év, 100 repülés.

Az RMS Canadarm manipulátor diagramja a 2. ábrán látható.

Tervezés

A szerkezet fehér bevonata, amely termosztatikus berendezésként működik, hogy fenntartsa a berendezés szükséges hőmérsékletét vákuum körülmények között, megakadályozza, hogy a kéz hőmérséklete a napsugarak hatására emelkedjen, és az űrhideg ellen vetüljön ki, amikor a kéz árnyékban van.

15,2 m (50 láb)

Súly a Földön

410 kg (905 font)

A mozgás sebessége

Terheletlen: 60 cm másodpercenként - terhelve: 6 cm másodpercenként

Felső és alsó kar gémek

Karbon kompozit anyag

Három mozgásfokozat (dőlés/hajlás/gurulás)

Egy fokú mozgás (emelkedés)

Két fokú mozgás (dőlésszög/hajlás)

Fordító kézi vezérlő

A kar jobbra, fel, le előre és hátra mozgása

Forgó kézi vezérlő

Szabályozza a kar dőlését, dőlését és lengését

Kizsákmányolás

A Canadarm-ot először a Columbia űrsikló fedélzetén használták egy küldetés során. STS-2<#"654688.files/image008.gif">

A "Columbia" űrrepülőgép balesete után (repülés STS-107<#"654688.files/image009.gif">

Európai ERA manipulátor.

ManipulátorKIBO

A japán JEM ISS modul diagramja a 4. ábrán látható. A modul fizikai paramétereit a 3. táblázat mutatja be.

A "Kibo" japán kísérleti egység, ami reményt jelent, Japán első orbitális laboratóriuma. A "Kibo" négy modulból áll:

Tudományos laboratórium (RM):

Ez a blokk központi része, amely lehetővé teszi minden típusú kísérlet elvégzését nulla gravitációs körülmények között. A modul belsejében 10 kísérleti blokk található. Maga a modul akkora, mint egy busz.

Kísérleti poggyász modul (ELM-PS):

Egy berendezéstároló szerepét tölti be, amelyben mozgatható konténerek helyezkednek el. Az űrsiklón szállíthatók.

Külső rakományegység (EF):

Állandóan a világűrben van. Hulladékelhelyezésre fogják használni. Cserélhető szemetes edényeket tartalmaz, amelyeket megtelve eldobnak.

Manipulátor kar (JEM RMS):

A külső rakományblokkot fogja szolgálni. A fő kar nehéz tárgyakat hordoz, míg a kis levehető kart kényes munkákhoz használják. A manipulátor kar egy videokamerával van felszerelve, amely lehetővé teszi a karmozgások pontos irányítását.

Minden modulhoz kis csomagtartókat is rögzítenek.

Fizikai paraméterek:

3. táblázat.

Irodalom

1 http://www.myrobot.ru

http://www.dailytechinfo.org

http://ru.wikipedia.org

Tervezés

A szerkezet fehér bevonata, amely termosztatikus berendezésként működik, hogy fenntartsa a berendezés szükséges hőmérsékletét vákuum körülmények között, megakadályozza, hogy a kéz hőmérséklete a napsugarak hatására emelkedjen, és az űrhideg ellen vetüljön ki, amikor a kéz árnyékban van.

410 kg (905 font)

A mozgás sebessége

Terheletlen: 60 cm másodpercenként

Terhelt: 6 cm másodpercenként

Felső és alsó kar gémek

Karbon kompozit anyag

Három fokozatú mozgás

(pitch/yaw/roll)

Egy fokú mozgás (emelkedés)

Két fokú mozgás (dőlésszög/hajlás)

Fordító kézi vezérlő

A kar jobbra, fel, le előre és hátra mozgása

Forgó kézi vezérlő

Szabályozza a kar dőlését, dőlését és lengését

Kizsákmányolás

A Canadarm-ot először a Columbia űrsikló fedélzetén használták egy küldetés során. STS-2 1981-ben. Működése során a Canadarm manipulátor 50 küldetésben vett részt és 7000 fordulatot hajtott végre a Föld körül, egyetlen hiba nélkül működve. . A manipulátort a teleszkóp megfogására használták Hubble, több mint 200 tonna ISS alkatrész mozgatása és kirakodása és űrhajósok mozgatása.

A "Columbia" űrrepülőgép balesete után (repülés STS-107) 2003 elején a Columbia Accident Investigation Board (CAIB) megbízást adott a Shuttle Program fejlesztésére. A NASA egyik követelménye egy kiegészítő („pár”) kifejlesztése volt a Canadarm-hoz a formában Orbiter Boom érzékelő rendszer(OBSS), amelynek tartalmaznia kell eszközöket a sikló alvázának TSR külső felületének ellenőrzéséhez a visszatérés előtt. Az MDA (korábban Spar Aerospace) által az űrmanipulátorok több generációjának létrehozása során megszerzett technológiára és tapasztalatokra alapozva az MDA kifejlesztette az Space Shuttle kiterjesztését: egy robotgémet, amely képes a sikló hővédelmi rendszereinek pályán történő ellenőrzésére. Az Inspection Attachment Bar (IBA) fontos szerepet játszott a sikló hővédelmi rendszerének ellenőrzésében.

Általános információ

Az ellenőrző rúd a meglévő Canadarm megoldásokon alapult, és lényegében ugyanaz a kialakítás, kivéve, hogy a karcsuklókat alumínium adapterekre cserélték, hatékonyan rögzítve az adaptereket a bölcsőben. A nyílhegyet úgy tervezték, hogy egy sor szenzort befogadjon és kapcsolódjon hozzá, hogy értékelje a sikló hővédelmi rendszerét.

A 211 kilogramm súlyú (érzékelők nélkül) és körülbelül 15 méter hosszúságú IBA megközelítőleg akkora volt, mint az űrsikló Canadarm-ja. Így az IBA a hajó fedélzetén kapott helyet, ahová eredetileg a használt "tartószerkezetet" telepítették volna. A pályán az űrsikló Canadarm és az ISS Canadarm2-je markoló segítségével felveszi az IBA-t.

2:10 03/10/2016

1 👁 984

Valószínűleg mindenki látott már legalább egyszer fényképeket. Ön szerint mi a legfontosabb összetevője? Lakóterek? Laboratóriumi modulok? Anti-meteor panelek? Nem. Minden modul nélkül megteheti. De térmanipulátorok nélkül - semmi. Hajók ki- és berakodására szolgálnak, segítik a dokkolást, és lehetővé teszik az összes külső munka elvégzését. Nélkülük az állomás halott.

Az evolúció elképesztően tökéletes manipulátorokkal - kezekkel - ruházta fel az embert. Segítségükkel csodákat teremthetünk. Az ellentétes hüvelykujj és a rugalmas ízületek szinte tökéletes eszközzé teszik a kezet. Nem csoda, hogy az ember a saját kezét használja számos mechanikai szerkezet prototípusaként. És a térmanipulátorok sem kivételek. Nem sok van belőlük.

A legismertebb (és jelenleg az ISS-en használt) mobilrendszer az MSS, gyakrabban Canadarm2-nek hívják, bár valójában a Canadarm2 csak az egyik eleme. A rendszert a kanadai MDA Space Missions cég fejlesztette ki a Kanadai Űrügynökség számára, és az amerikai siklókon használt, egyszerűbb Canadarm eszköz továbbfejlesztése volt.

A közeljövőben egy „versenytárs” rendszer, a European Robotic Arm (ERA), amelyet a holland Noordwijkben található Európai Űrkutatási és Űrtechnológiai Központ szakemberei fejlesztettek ki. De először a dolgok.

juharfalevél

A Nemzetközi Űrállomást 1998-ban helyezték üzembe, 2001. április 19-én pedig elindult hozzá az STS-100-as amerikai űrszonda, amely rendkívüli jelentőségű rakományt szállított. A legénység fő feladata az SSRMS (Canadarm2) távmanipulátor ISS-re szállítása és telepítése volt. A rendszert sikeresen telepítették – ez lett a Kanadai Ügynökség globális hozzájárulása a nemzetközi állomás építéséhez.

Az MSS rendszer három fő összetevőből áll: a fő manipulátorból (SSRMS, más néven Canadarm2); speciális célú manipulátor (SPDM, más néven Dextre) és mobilszolgáltatási alaprendszer (MBS).

Az MBS lényegében az alapplatform, amelyre a manipulátorokat telepítik. Jelentősen kibővíti a Canadarm2 lefedettségi területét. Amikor a „kar” fel van szerelve az MBS-re, mozgatható alapot kap, amely képes az állomás felülete mentén síneken mozogni akár 2,5 cm/s sebességgel. Ezenkívül súlyok rögzíthetők az MBS-hez - így az egyik súly felvétele után a manipulátor „parkolhatja” azt az MBS-re, és elérheti a másikat.

A rendszer fő manipulátora valójában egy 17,6 méteres SSRMS, amely hét motoros csuklóval van felszerelve. Saját tömege 1800 kg, a manipulátor által mozgatott rakomány maximális tömege pedig elérheti a 116 tonnát (!). Ez azonban gravitáció hiányában nem olyan nagy szám; elsősorban a tehetetlenségi erők hatása korlátozza.

Az STS-134 küldetés során a Shuttle Canadarm manipulátor áthelyezi a rakományt az ISS Canadarm2 manipulátorra - egy szállító és tároló raklapra, amelyet az orbitális állomásra kell felszerelni.

A rendszer legérdekesebb eleme a Dextre, egy kétkarú, szinte humanoid teleszkópos manipulátor. Sokkal később jelent meg az ISS-en - 2008-ban az STS-123 küldetéssel. Külsőleg a Dextre egy 3,5 méteres, 3,35 m hosszú karú fejetlen férfira emlékeztet, érdekes módon az alsó része az MBS-hez és magához a Canadarm2-höz is rögzíthető, így tovább hosszabbítható, és kényesebb műveleteket tesz lehetővé.

A Dextre karjainak végein OTCM (ORU/Tool Changeout Mechanisms) mechanizmusok vannak beépítve, beépített „pofa-fogókkal”, televíziós kamerával és spotlámpákkal. Ezenkívül a mechanizmusoknak van egy foglalata cserélhető szerszámokhoz, amelyeket a „testben” tárolnak.

Általánosságban elmondható, hogy az MBS, a Canadarm2 és a Dextre kombinációja lehetővé teszi az állomás legtöbb igényeinek „bezárását” - különböző méretű rakományok, dokkolómodulok mozgatását, űrhajósok átvitelét pontról pontra. Minden funkcióhoz különböző „csatolási” eszközök állnak rendelkezésre. A fő vezérlőpanel a 2001 februárjában aktivált American Destiny modulon található, a másodlagos pedig a European Cupola felülvizsgálati egységen (2010-ben telepítve).

Az MSS eléggé képes siklók kirakodására, űrhajósok mozgatására az űrséták során, és új modulok dokkolására. De egy manipulátorrendszer még mindig nem elég - különösen az ISS fokozatos növekedését és az egyre több új egység és laboratórium megjelenését figyelembe véve. Ezért a 2008-ban piacra dobott Kibo modulhoz a japánok saját, helyi igényekre tervezett manipulátort fejlesztettek ki.

Piros kör

Minden nagyon egyszerű: a modulok számának növekedésével az MBS egyszerűen nem „eléri” az ISS különböző végeit. Ráadásul bizonyos helyzetekben egy egész sor áll rendelkezésre a manipulátorrendszer használatához. Így az egészen szerény laboratóriumi igényekhez szükséges új modulokhoz önálló „kezek” szükségesek.

Vizuális összehasonlítás: az alsó manipulátor SSRMS (Canadarm2), a felső a japán JEMRMS. Egy közös feladat elvégzése olyan, mint pálcikával enni.

Az első jel ezen a területen a JEMRMS manipulátor volt, ahol a JEM a Japanese Experiment Module (japán kísérleti modul), az RMS pedig a Remote Manipulator System (vezérelt manipulátor rendszer). A JEMRMS a Kibo modul átjárója fölé van felszerelve, és lehetővé teszi a berendezések be- és kivételét.

A JEMRMS két elemből áll - a fő „kézből” (Main Arm, MA) és a kiegészítőből, amelyet finom munkákhoz terveztek (Small Fine Arm, SFA). A kis "kar" a nagy tetejére van telepítve - ahogy a Dextre is a Canadarm2 folytatása lehet. Lényegében a japán manipulátor az MSS témának egy kisebb és leegyszerűsített változata, egyetlen helyi modulból vezérelhető, és a korlátozott igényeken belül hajt végre feladatokat.

tizenkét csillag

A kialakuló trendek alapján 10-15 éven belül az ISS-t „benőnek” apró manipulátorok, mint a tűs sündisznó. Sőt, mindegyik csökkenti az eredeti Canadarm2 általános szerepét, egészséges versenyt teremtve. Konkrétan 2013-2014 telén (az indulást már többször elhalasztották, az új időpontot feltételesen decemberre tűzték ki) egy másik, manipulátorral „terhelt” modul repül az állomásra.

A Dextre robot (SPDM) a Canadarm2 manipulátor hegyére van felszerelve – ez utóbbival kényesebb feladatokat hajt végre, előbbivel pedig jelentősen bővítheti a cselekvési tartományt.

Ezúttal a modul orosz lesz - ez a „Nauka” többfunkciós laboratóriumi komplexum, a manipulátor pedig európai lesz. Az ERA-t (European Robotic Arm) az Európai Űrügynökség kutatóközpontjában hozták létre a holland Noordwijk városában. Több tucat mérnök dolgozott a roboton a világ minden tájáról.

Az ERA lehetővé teszi kis rakományok mozgatását (legfeljebb 8 tonna súlyú) a modulon belül és kívül. Ezenkívül a manipulátor alkalmas az űrhajósok hordozására és tartására külső munka során, ami komoly időt takarít meg a világűrben való mozgás során. Sokkal könnyebb azonnal eldobni egy manipulátor segítségével, mint hosszan és óvatosan „mászni” a modul felületén. A kezdeti konfigurációban az ERA "Charlie Chaplin" becenevet kapta, mert összecsukva jellegzetes "test" formája volt.

Érdekesség, hogy a modul felületén több rögzítés is lesz a manipulátor számára, a „kar” pedig „kétoldalas”, azaz szimmetrikus, mindkét végén találhatóak a szerszámok beszerelésére használható foglalatok, vagy kötőelemként működhet. Így az ERA-t nem kell mereven egy helyen rögzíteni. Önállóan „költözhet” egy másik helyre, ha először az egyik végét rögzíti, majd a másikat lecsatolja az eredeti beépítési pontról. Lényegében az ERA „járhat”.

A Canadarm2 manipulátor elvégzi az első hivatalos feladatot az ISS részeként: beviszi a Quest közös légzsilip rekeszét az American Unity modulhoz (STS-104 küldetés)

A manipulátor három szegmensből áll. Középen egy síkban működő könyökcsukló található, a végein pedig olyan „ízületek” kombinációja található, amelyek a „kar” helyzetét különböző síkban változtathatják. A manipulátor teljes hossza kihelyezett állapotban 11 m, míg az objektum pozicionálási pontossága 5 mm.

Sarló és kalapács

Azt kell mondanunk, hogy a Nemzetközi Űrállomáson működő manipulátorok története egészen a múltba nyúlik vissza, amikor még nem volt ISS. A Canadarm2-t különösen egy másik manipulátoron - a Canadarm -on tesztelt technológiák alapján fejlesztették ki. Az 1970-es évek végén hozták létre, és először 1981-ben került a világűrbe a Columbia siklóval (STS-2 küldetés).

15 méteres űr „kar” volt, hat szabadságfokkal. A Canadarm segítségével - még a fejlettebb rendszerek megjelenése előtt - az ISS teljes bázisát szerelték fel, szerelték össze stb. Sok éven át a Canadarm nem csak a fő, hanem az egyetlen több szegmensű űrmanipulátor volt. , vagyis az emberi kéz elvén épült. Az utolsó küldetés, amelyen ezt használták, az STS-135 volt 2011 júliusában; ma már csak múzeumban lehet látni. Például az Endeavour sikló egy példányát az ottawai Kanadai Repülési Múzeumban őrzik.

De felmerül egy kérdés. Ma Oroszország aktívan együttműködik más államokkal az űrkutatás területén. Milyen manipulátorokon használtak például? Az 1990-es években pontosan ezek voltak a „Kanadarmok”, hiszen 1994-ben elindult a közös orosz-amerikai Mir-Shuttle program. Ezt megelőzően pedig a Mir legfontosabb működési eszközei a Strela daruk (GSt) voltak.

Ma két Strela darut használnak az ISS orosz szegmensén. Tervezésükben alapvetően különböznek a szegmentális manipulátoroktól - 15 méteres teleszkópos szerkezetük van. Összehúzódhat és foroghat, de lényegesen kisebb szabadsági foka van, mint a Canadarm vagy az ERA. Ezenkívül a Mir modulok mindegyike egy megfogóval ellátott robotkarral volt felszerelve - valami olyan, mint egy kis szegmens nélküli daru-manipulátor. Elsősorban új állomásmodulok beépítésére használták őket.

A Buran számára azonban a Robotikai és Műszaki Kibernetikai Központi Kutató- és Fejlesztési Intézet egykor kifejlesztette a Canadarm szovjet analógját, a Stork manipulátort. Kialakításában gyakorlatilag nem különbözött a Canadarm-tól - ugyanaz a hat szabadságfok, két könnyű szénszálas kapcsolat („váll” és „könyök”). De a technikailag teljesen tökéletes „Gólya” nem volt szerencsés.

A Buran programot egyetlen tesztrepülés után felfüggesztették, amely során a robotkart nem szerelték fel. A "gólyákat" soha nem használták az űrben; Sőt, fejlesztéseik még a Mir és az ISS igényeit sem szolgálták ki. Ennek eredményeként ezt a manipulátort sikeresen tesztelték az állványon, de a szovjet korszak egyik nagyszabású befejezetlen projektje maradt.

Kézzel készített

Az információkat rendszerezve megállapíthatjuk, hogy az ISS-ben részt vevő országok számának növekedésével a manipulátorok sokfélesége is bővül. Eleinte megelégedtek egy „Canadarm”-mal (és a „Mir”-en - „Strela”), majd az ISS-nek kibővített rendszerre volt szüksége - megjelent a Canadarm2 és a Dextre. Most minden új modulhoz saját rakományrendszerre van szükség – így fejlesztették ki a JEMRMS-t és az ERA-t. Idővel az orosz szegmensnek is részt kell vennie a saját fejlesztéseiben, különösen azért, mert vannak olyan technológiák, amelyeket az Aist számára készítettek és teszteltek.

Valószínűleg mindenki látott már legalább egyszer fényképeket az ISS-ről. Ön szerint mi a legfontosabb összetevője? Lakóterek? Laboratóriumi modulok? Anti-meteor panelek? Nem. Minden modul nélkül megteheti. De nincs mód térmanipulátorok nélkül. Ők szolgálták a hajók ki- és berakodását, segítettek a dokkolás során, és lehetővé tették az összes külső munka elvégzését. Nélkülük az állomás halott.

2005 nyarán Stephen Robinson űrhajós az SSRMS manipulátorra vagy Canadarm2-re (STS-114 küldetés) szerelt lábplatformon áll.

Tim Skorenko

Az evolúció elképesztően tökéletes manipulátorokkal - kezekkel - ruházta fel az embert. Segítségükkel csodákat teremthetünk. Az ellentétes hüvelykujj és a rugalmas ízületek szinte tökéletes eszközzé teszik a kezet. Nem csoda, hogy az ember a saját kezét használja számos mechanikai szerkezet prototípusaként. És a térmanipulátorok sem kivételek.

Nem sok van belőlük. A legismertebb (és jelenleg az ISS-en használt) mobilrendszer az MSS, gyakrabban Canadarm2-nek hívják, bár valójában a Canadarm2 csak az egyik eleme. A rendszert a kanadai MDA Space Missions cég fejlesztette ki a Kanadai Űrügynökség számára, és az amerikai siklókon használt, egyszerűbb Canadarm eszköz továbbfejlesztése volt. A közeljövőben egy „versenytárs” rendszert, a European Robotic Arm-ot (ERA), amelyet a holland Noordwijk városában található Európai Űrkutatási és Űrtechnológiai Központ szakemberei fejlesztettek ki, az állomásra kell küldeni. De először a dolgok.


2001. július 15. A Canadarm2 manipulátor elvégzi első hivatalos feladatát az ISS részeként: a Quest közös légzsilip rekeszét az American Unity modulhoz (STS-104 küldetés) hozza.

juharfalevél

A Nemzetközi Űrállomást 1998-ban helyezték üzembe, 2001. április 19-én pedig elindult hozzá az STS-100-as amerikai űrszonda, amely rendkívüli jelentőségű rakományt szállított. A legénység fő feladata az SSRMS (Canadarm2) távmanipulátor ISS-re szállítása és telepítése volt. A rendszert sikeresen telepítették – ez lett a Kanadai Ügynökség globális hozzájárulása a nemzetközi állomás építéséhez. Az MSS rendszer három fő összetevőből áll: a fő manipulátorból (SSRMS, más néven Canadarm2); speciális célú manipulátor (SPDM, más néven Dextre) és mobilszolgáltatási alaprendszer (MBS).

Az MBS lényegében az alapplatform, amelyre a manipulátorokat telepítik. Jelentősen kibővíti a Canadarm2 lefedettségi területét. Amikor a „kar” fel van szerelve az MBS-re, mozgatható alapot kap, amely képes az állomás felülete mentén síneken mozogni akár 2,5 cm/s sebességgel. Ezenkívül súlyok rögzíthetők az MBS-hez - így az egyik súly felvétele után a manipulátor „parkolhatja” azt az MBS-re, és elérheti a másikat.


2011. május 18. Az STS-134 küldetés során a Shuttle Canadarm manipulátor áthelyezi a rakományt az ISS Canadarm2 manipulátorra - egy szállító és tároló raklapra, amelyet az orbitális állomásra kell felszerelni.

A rendszer fő manipulátora valójában egy 17,6 méteres SSRMS, amely hét motoros csuklóval van felszerelve. Saját tömege 1800 kg, a manipulátor által mozgatott rakomány maximális tömege pedig elérheti a 116 tonnát (!). Ez azonban gravitáció hiányában nem olyan nagy szám; elsősorban a tehetetlenségi erők hatása korlátozza.

A rendszer legérdekesebb eleme a Dextre, egy kétkarú, szinte humanoid teleszkópos manipulátor. Sokkal később jelent meg az ISS-en - 2008-ban az STS-123 küldetéssel. Külsőleg a Dextre egy 3,5 méteres, 3,35 m hosszú karú fejetlen férfira emlékeztet, érdekes módon az alsó része az MBS-hez és magához a Canadarm2-höz is rögzíthető, így tovább hosszabbítható, és kényesebb műveleteket tesz lehetővé.

A Dextre karjainak végein OTCM (ORU/Tool Changeout Mechanisms) mechanizmusok vannak beépítve, beépített „pofa-fogókkal”, televíziós kamerával és spotlámpákkal, ezen kívül a mechanizmusokban van egy foglalat a cserélhető szerszámok számára, amelyeket a tárolóban tárolnak. "torzó".


2008 Vizuális összehasonlítás: az alsó manipulátor SSRMS (Canadarm2), a felső a japán JEMRMS. Egy közös feladat elvégzése olyan, mint pálcikával enni.

Általánosságban elmondható, hogy az MBS, a Canadarm2 és a Dextre kombinációja lehetővé teszi számunkra, hogy „lezárjuk” az állomások többségének igényeit - különféle méretű rakományok mozgatását, dokkolómodulokat, űrhajósok átvitelét pontról pontra. Minden funkcióhoz különböző „csatolási” eszközök állnak rendelkezésre. A fő vezérlőpanel a 2001 februárjában aktivált American Destiny modulon található, a másodlagos vezérlőpanel pedig a felülvizsgált European Cupola (2010-ben telepített) vezérlőpulton.

Az MSS eléggé képes siklók kirakodására, űrhajósok mozgatására az űrséták során, és új modulok dokkolására. De egy manipulátorrendszer még mindig nem elég - különösen az ISS fokozatos növekedését és az egyre több új egység és laboratórium megjelenését figyelembe véve. Ezért a 2008-ban piacra dobott Kibo modulhoz a japánok saját, helyi igényekre tervezett manipulátort fejlesztettek ki.


2008 A Dextre robot (SPDM) a Canadarm2 manipulátor hegyére van felszerelve – ez utóbbival kényesebb feladatokat hajt végre, előbbivel pedig jelentősen bővítheti a cselekvési tartományt.

Piros kör

Minden nagyon egyszerű: a modulok számának növekedésével az MBS egyszerűen nem „eléri” az ISS különböző végeit. Ráadásul bizonyos helyzetekben egy egész sor áll rendelkezésre a manipulátorrendszer használatához. Így az egészen szerény laboratóriumi igényekhez szükséges új modulokhoz önálló „kezek” szükségesek.

Az első jel ezen a területen a JEMRMS manipulátor volt, ahol a JEM a Japanese Experiment Module (japán kísérleti modul), az RMS pedig a Remote Manipulator System (vezérelt manipulátor rendszer). A JEMRMS a Kibo modul átjárója fölé van felszerelve, és lehetővé teszi a berendezések be- és kivételét.


A JEMRMS két elemből áll - a fő „kézből” (Main Arm, MA) és a kiegészítőből, amelyet finom munkákhoz terveztek (Small Fine Arm, SFA). A kis "kar" a nagy tetejére van telepítve - ugyanúgy, ahogy a Dextre a Canadarm2 folytatása lehet. Lényegében a japán manipulátor az MSS témának egy kisebb és leegyszerűsített változata, egyetlen helyi modulból vezérelhető, és a korlátozott igényeken belül hajt végre feladatokat.

tizenkét csillag

A kialakuló trendek alapján 10-15 éven belül az ISS-t „benőnek” apró manipulátorok, mint a tűs sündisznó. Sőt, mindegyik csökkenti az eredeti Canadarm2 általános szerepét, egészséges versenyt teremtve. Konkrétan 2013-2014 telén (az indulást már többször elhalasztották, az új időpontot feltételesen decemberre tűzték ki) egy másik, manipulátorral „terhelt” modul repül az állomásra.


2013-as év. Tekintettel arra, hogy az ERA manipulátor jelenleg csak laboratóriumi körülmények között létezik, a művészek teljes cselekvési szabadságot kapnak. A vázlaton egy ERA látható, amely egy űrhajóst (nem űrhajóst! - a modul oroszul) támogat, miközben a világűrben dolgozik.

Ezúttal a modul orosz lesz - ez a „Nauka” többfunkciós laboratóriumi komplexum, a manipulátor pedig európai lesz. Az ERA-t (European Robotic Arm) az Európai Űrügynökség kutatóközpontjában hozták létre a holland Noordwijk városában. Több tucat mérnök dolgozott a roboton a világ minden tájáról.

Az ERA lehetővé teszi kis rakományok mozgatását (legfeljebb 8 tonna súlyú) a modulon belül és kívül. Ezenkívül a manipulátor alkalmas az űrhajósok hordozására és tartására külső munka során, ami komoly időt takarít meg a világűrben való mozgás során. Sokkal könnyebb azonnal eldobni egy manipulátor segítségével, mint hosszan és óvatosan „mászni” a modul felületén. A kezdeti konfigurációban az ERA "Charlie Chaplin" becenevet kapta, mert összecsukva jellegzetes "test" formája volt.


Érdekesség, hogy a modul felületén több rögzítés is lesz a manipulátor számára, a „kar” pedig „kétoldalas”, azaz szimmetrikus, mindkét végén találhatóak a szerszámok beszerelésére használható foglalatok, vagy kötőelemként működhet. Így az ERA-t nem kell mereven egy helyen rögzíteni. Önállóan „költözhet” egy másik helyre, ha először az egyik végét rögzíti, majd a másikat lecsatolja az eredeti beépítési pontról. Lényegében az ERA „járhat”.

A manipulátor három szegmensből áll. Középen egy síkban működő könyökcsukló található, a végein pedig olyan „ízületek” kombinációja található, amelyek a „kar” helyzetét különböző síkban változtathatják. A manipulátor teljes hossza kihelyezett állapotban 11 m, míg az objektum pozicionálási pontossága 5 mm.

Sarló és kalapács

Azt kell mondanunk, hogy a Nemzetközi Űrállomáson működő manipulátorok története egészen a múltba nyúlik vissza, amikor még nem volt ISS. A Canadarm2-t különösen egy másik manipulátoron - a Canadarm -on tesztelt technológiák alapján fejlesztették ki. Az 1970-es évek végén hozták létre, és először 1981-ben került a világűrbe a Columbia siklóval (STS-2 küldetés).


15 méteres űr „kar” volt, hat szabadságfokkal. A Canadarm segítségével - még a fejlettebb rendszerek megjelenése előtt - szerelték fel az ISS teljes alapját, szerelték össze a Hubble távcsövet stb. Sok éven át a Canadarm nem csak a fő, hanem az egyetlen tér volt. manipulátor több szegmenssel, vagyis az emberi kéz elvén épült . Az utolsó küldetés, amelyen ezt használták, az STS-135 volt 2011 júliusában; ma már csak múzeumban lehet látni. Például az Endeavour sikló egy példányát az ottawai Kanadai Repülési Múzeumban őrzik.

De felmerül egy kérdés. Ma Oroszország aktívan együttműködik más államokkal az űrkutatás területén. Milyen manipulátorokat használtak például a Mir állomáson? Az 1990-es években pontosan ezek voltak a „Kanadarmok”, hiszen 1994-ben elindult a közös orosz-amerikai Mir-Shuttle program. Ezt megelőzően pedig a Mir legfontosabb működési eszközei a Strela daruk (GSt) voltak.

Ma két Strela darut használnak az ISS orosz szegmensén. Tervezésükben alapvetően különböznek a szegmentált manipulátoroktól - 15 méteres teleszkópos szerkezetük van. Összehúzódhat és foroghat, de lényegesen kisebb szabadsági foka van, mint a Canadarm vagy az ERA. Ezenkívül a Mir modulok mindegyike egy megfogóval ellátott robotkarral volt felszerelve - valami olyan, mint egy kis szegmens nélküli daru-manipulátor. Elsősorban új állomásmodulok beépítésére használták őket.


1988 A „Gólya” manipulátor a súlytalanságot szimuláló állványon. A manipulátor felszerelését a Buran jobb oldalára szimulálják, a csuklópontokon speciális csomópontokra függesztik fel az eszközt.

A Buran számára azonban a Robotikai és Műszaki Kibernetikai Központi Kutató- és Fejlesztő Intézet egykor kifejlesztette a Canadarm szovjet analógját, a Stork manipulátort. Kialakításában gyakorlatilag nem különbözött a Canadarm-tól - ugyanaz a hat szabadságfok, két könnyű szénszálas kapcsolat („váll” és „könyök”). De a technikailag teljesen tökéletes „Gólya” nem volt szerencsés.

A Buran programot egyetlen tesztrepülés után felfüggesztették, amely során a robotkart nem szerelték fel. A "gólyákat" soha nem használták az űrben; Sőt, fejlesztéseik még a Mir és az ISS igényeit sem szolgálták ki. Ennek eredményeként ezt a manipulátort sikeresen tesztelték az állványon, de a szovjet korszak egyik nagyszabású befejezetlen projektje maradt.


Kézzel készített

Az információkat rendszerezve megállapíthatjuk, hogy az ISS-ben részt vevő országok számának növekedésével a manipulátorok sokfélesége is bővül. Eleinte megelégedtek egy „Canadarm”-mal (és a „Mir”-en - „Strela”), majd az ISS-nek kibővített rendszerre volt szüksége - megjelent a Canadarm2 és a Dextre. Most minden új modulhoz saját rakományrendszerre van szükség – így fejlesztették ki a JEMRMS-t és az ERA-t. Idővel az orosz szegmensnek is részt kell vennie a saját fejlesztéseiben, különösen azért, mert vannak olyan technológiák, amelyeket az Aist számára készítettek és teszteltek.

Ha pedig Kína megvalósítja grandiózus Tiangong („Mennyei Palota”) programját, akkor az elkövetkező években jelentős számú kínai modellel bővülnek az űrmanipulátorok sorai. A „Made in China” márka azonban manapság meglehetősen büszkén hangzik, különösen, ha az űrtechnológiáról van szó.

Betöltés...Betöltés...