지구 동기 위성의 로봇 서비스 페이로드는 해군 우주 기술 센터의 극저온 열 진공 챔버에 있습니다. | 신용: Sarah Peterson, 미 해군
지구에서 약 22,000마일 떨어진 정지 궤도에 있는 위성은 군사, 정부, 상업 통신은 물론 지구 관측 과학에 매우 중요합니다. 미국 해군 연구소(NRL)와 국방고등계획국(Defense Advanced Projects Agency)은 지난 달 궤도에 있는 위성을 서비스할 수 있는 우주 비행 자격을 갖춘 로봇 제품군의 개발을 완료했습니다.
아래에 다르파 자금 조달, 실혐실NCST(해군 우주 기술 센터)는 RSGS(지동기 위성의 로봇 서비스) 통합 로봇 페이로드(IRP)를 개발했습니다. 조직은 이 새로운 우주 기능을 상업 파트너에게 전달했습니다. 노스롭 그루먼스페이스로지스틱스입니다. 회사는 로봇 페이로드를 우주선 버스인 MRV(Mission Robotics Vehicle)와 통합할 예정입니다.
NRL 연구 책임자인 Bruce Danly 박사는 “최근 열 진공 테스트 완료는 가까운 미래에 궤도에서 로봇 서비스 기능을 입증하려는 프로그램 목표를 달성하는 데 중요한 이정표가 되었습니다.”라고 말했습니다.
“로봇 페이로드에 대한 NRL의 기여는 정지궤도에서 위성 운영을 변화시키고, 위성 운영자의 비용을 절감하며, 현재 우리가 가지고 있는 것보다 훨씬 뛰어난 기능을 활성화할 것을 약속하는 이 비전을 실현하는 데 필수적인 부분입니다.”라고 그는 계속했습니다. “사실, 예상되는 기능은 국가 안보와 민간 응용 분야 모두에서 잠재적으로 혁명적입니다.”
NRL은 협력자 및 계약자로서 학계 및 업계와 오랜 관계를 유지해 왔습니다. 상업 라이센스, 공동 연구 개발, 교육 파트너십 등 기술 이전 노력에 참여합니다.
과학 및 공학 사령부는 해저에서 우주 및 정보 영역에 이르기까지 미 해군 및 해병대를 위한 연구에 전념하고 있습니다. NRL은 워싱턴 DC에 본사를 두고 있으며 주요 현장은 미시시피주 스테니스 우주 센터에 있습니다. 키웨스트, 플로리다; 및 캘리포니아주 몬터레이. 약 3,000명의 민간 과학자, 엔지니어 및 지원 인력을 고용하고 있습니다.
NRL은 위성 서비스 기회를 창출하는 것을 목표로 합니다.
현재 우주선은 궤도 내 수리 또는 업그레이드를 수행할 수 없기 때문에 부분적으로 심각한 문제에 직면해 있습니다. 부족한 서비스 옵션을 보완하기 위해 위성에 백업 시스템과 과도한 연료가 탑재되는 경우가 많아 복잡성, 무게 및 비용이 증가합니다.
NRL의 로봇 공학 및 자율 시스템 부문 선임 과학자인 Glen Henshaw 박사는 “군에서는 파손된 항공기, 탱크, 선박 및 트럭을 정기적으로 수리합니다.”라고 말했습니다. “우리는 최신 레이더, 컴퓨터, 엔진으로 항공기와 선박을 업그레이드합니다.”
“위성은 우리가 구입하는 유일한 값비싼 장비로 일단 현장에 배치되면 수리하거나 업그레이드할 수 없으며 이로 인해 납세자의 세금이 부과됩니다.”라고 그는 덧붙였습니다. “RSGS는 이러한 상황을 바꾸기 위한 것입니다. 우리는 로봇을 사용하여 이러한 귀중한 자산을 업그레이드하고 수리할 수 있음을 입증할 계획입니다.”
RSGS 프로그램을 위한 DARPA의 로봇 페이로드 개발자인 NRL은 새로운 위성 서비스 기능을 설계, 구축, 통합 및 테스트하려고 했습니다. 이 프로젝트가 성공한다면 위성은 궤도 내 업그레이드를 받아 서비스 수명을 연장할 수 있다고 NRL NCST의 우주선 엔지니어링 부서 감독관인 Bernie Kelm이 말했습니다.
“이번 협력을 통해 상업용 위성과 정부 위성 모두에 대한 새로운 서비스 기회가 열리며 일상적인 정밀 검사, 궤도 조정, 하드웨어 업그레이드 및 수리가 가능해졌습니다.”라고 그는 말했습니다. “우리는 모든 로봇 제어를 포함하여 위성 서비스 운영을 크게 향상시킬 고급 우주 비행 하드웨어 및 소프트웨어를 만들었습니다.”
Technology Service Corp.의 우주 로봇 공학 및 메커니즘 엔지니어인 Steven Butcher가 NRL의 해군 우주 기술 센터에서 테스트를 완료한 후 RSGS 페이로드를 검사하고 있습니다. | 신용: Sarah Peterson, 미 해군
TVC(열진공) 테스트 프로세스 정보
테스트 캠페인에서는 로봇 페이로드가 궤도에 있는 동안 그리고 우주와 유사한 진공 조건에서 직면하게 될 온도 범위에 걸쳐 속도를 내도록 했습니다. 엔지니어들은 항공전자공학, 카메라, 조명을 포함한 페이로드의 모든 측면을 테스트했습니다.
또한 발사 잠금 장치 배포, 교정 및 도구 변경을 포함하여 두 로봇 팔 각각의 모든 작업을 시연했습니다. 이 테스트에서는 SpaceWire 통신, 로봇 컴플라이언스 및 시각적 서보 제어 모드도 검증했습니다.
NRL은 RSGS 프로그램을 가능하게 하는 기술을 성숙시키기 위해 20년 넘게 노력했습니다. 그 목적은 위성을 안전하고 안정적으로 수리하고 업그레이드하는 것인데, 그 중 일부는 10억 달러가 넘는 비용이 듭니다.
가까운 미래에 로봇 위성 “역학”은 새로운 전자 장치, 추진력 또는 센서 기능을 통해 위성의 유효 수명을 연장할 수 있다고 NRL은 말했습니다. RSGS 로봇은 관측소나 태양광 발전소와 같은 궤도에 대규모 구조물을 건설하기 위한 전조로서 광범위한 서비스를 보여줄 수 있다고 연구원들은 말했습니다.
Northrop Grumman의 MRV 우주선 버스에서 2026년에 발사될 것으로 예상되는 로봇 페이로드는 전체 작동 서비스 임무와 함께 초기 점검 및 교정을 거칩니다.
NRL RSGS 프로그램 관리자인 William Vincent는 “NRL의 팀 RSGS는 이 최초의 로봇 서비스 페이로드를 완성한다는 목표에 거의 10년을 집중해 왔습니다.”라고 말했습니다. “IRP TVAC의 완성은 엄청난 이정표이자 헌신적인 인력으로 구성된 놀라운 그룹의 수많은 작업 시간을 나타냅니다. 아이를 처음으로 대학에 보내는 것과 마찬가지로 IRP를 Dulles로 배송하는 것은 씁쓸하고 달콤한 경험입니다.”
궤도에 진입하면 RSGS 페이로드는 정지 궤도에 있는 위성을 검사하고 서비스합니다. | 출처: 사라 피터슨, 미 해군
게시물 NRL, 궤도에 있는 위성을 서비스할 수 있는 로봇 개발 처음 등장한 로봇 보고서.