Robotic In da DARPA

Nov 01, 2023

Não existem opções para diagnóstico visual, atualizações ou reparos dos componentes de um satélite.

Todos os testes em nível de componente estão completos no programa Robotic Servicing of Geosynchronous Satellites (RSGS) da DARPA e a missão de demonstração em órbita está programada para lançamento em 2024.

O objetivo do RSGS é permitir a inspeção e manutenção de satélites em órbita terrestre geossíncrona (GEO), onde centenas de satélites fornecem comunicações, meteorologia, segurança nacional e outras funções vitais.

Atualmente, não existem opções para diagnóstico visual, atualizações ou reparos de componentes de satélite com defeito.

Ao longo do restante deste ano, os engenheiros concluirão os testes do hardware e do software robótico de voo. A integração da carga robótica com o ônibus espacial começará em 2023, seguida de testes e verificação do sistema combinado.

Após o lançamento em 2024, o veículo anfitrião usará propulsão elétrica altamente eficiente para subir ao GEO. Após um período de verificação e atividades de calibração, o programa prevê que as atividades de manutenção de satélites em órbita começarão em 2025.

"Estamos buscando criar uma capacidade robótica hábil operacional persistente na órbita geossíncrona da Terra", disse Ana Saplan, gerente de programa RSGS no escritório de tecnologia tática da DARPA. “Isso permitirá o reparo e atualização de satélites em órbita, estendendo a vida útil dos satélites, expandindo as capacidades dos satélites existentes, aprimorando a resiliência das espaçonaves e melhorando a confiabilidade da atual infraestrutura espacial dos EUA”.

Em 2020, a DARPA fez parceria com a SpaceLogistics, uma empresa Northrop Grumman, para fornecer o ônibus espacial, o lançamento e as operações da espaçonave integrada em troca da capacidade de usar a carga útil robótica para fornecer serviços comerciais uma vez em órbita.

A DARPA está financiando o Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA (NRL) para liderar o desenvolvimento dos recursos de manutenção robótica do RSGS. O sistema em órbita que a DARPA está fornecendo incluirá dois braços robóticos, várias ferramentas robóticas, verificação em órbita e equipamentos de calibração, portas de armazenamento de equipamentos, câmeras e iluminação e caixas aviônicas associadas executando software avançado de controle de voo robótico.

Cada braço consiste em sete juntas de alta resistência e alto desempenho, bem como uma ferramenta de acionamento. As caixas aviônicas fornecem energia, dados e serviços de controle aos braços.

"Através da parceria público-privada, a DARPA ajudará a impulsionar essa tecnologia da demonstração à capacidade operacional", disse Saplan. "Em breve, em vez de relegar os satélites ao lixo espacial por causa de uma peça quebrada ou falta de propelente, nosso mecânico de robôs fará 'chamadas de serviço' de reparo no espaço."

Os braços RSGS são robustos o suficiente para serem totalmente testáveis ​​na gravidade da Terra. Poucos, se houver, outros braços robóticos de voos espaciais, passados ​​ou em desenvolvimento, atendem a esse critério de design. Essa característica exclusiva é o que torna esse sistema de manutenção combinado singularmente capaz em órbita, bem como totalmente testável no solo.

Para garantir a sobrevivência do RSGS durante os estresses de lançamento e anos de operações no ambiente hostil do espaço, tanto a carga robótica do RSGS quanto o ônibus fornecido pelo parceiro passarão por testes extensivos antes do lançamento.

Os principais testes incluem aqueles para funcionalidade básica, tensões de vibração simulando aquelas durante o lançamento, testes eletromagnéticos para garantir que os componentes funcionem juntos sem interferência e exposições a vácuo térmico que simulam as condições extremas de temperatura e vácuo do ambiente espacial.

Como na maioria dos sistemas espaciais, o RSGS é testado em cada um desses modos no nível do componente (por junta ou caixa), depois da montagem do braço e novamente no nível do veículo.

O primeiro braço montado concluiu com sucesso os testes funcionais, de vibração e eletromagnéticos e está se preparando para iniciar os testes de vácuo térmico. O segundo braço está concluindo a integração e começará os testes ambientais neste outono na NRL.

O objetivo do RSGS é permanecer em órbita a longo prazo, resolvendo problemas nas espaçonaves existentes à medida que eles surgem. A DARPA projetou o RSGS com a capacidade de reabastecê-lo durante o voo com ferramentas e hardware adicionais, permitindo resolver desafios imprevistos ou emergentes no GEO.