隨著空間任務(wù)規(guī)模的增長,需要在軌道上建立更多的基礎(chǔ)設(shè)施,美國科學(xué)家們設(shè)計了一種最先進的步行機器人,可以徹底改變太空中的大型建筑項目。他們測試了該機器人用于25米大口徑太空望遠鏡(小型原型機)太空組裝的可行性。
在太空中最需要維護和保養(yǎng)大型建筑,因為那里的條件非常惡劣,艙外活動(宇航員在航天器外進行的活動)、機器人技術(shù)和自主系統(tǒng)解決方案對服務(wù)和維護任務(wù)很有用,并幫助太空領(lǐng)域進行了很多開創(chuàng)性的研究。機器人技術(shù)和自主系統(tǒng)的進步促進了多種空間服務(wù),這包括但不限于制造、組裝、維護、天文學(xué)、地球觀測和碎片清除,由于涉及到無數(shù)風(fēng)險,僅依靠人工操作是不夠的,也就是說目前的技術(shù)已經(jīng)過時。
“我們需要引入可持續(xù)的未來技術(shù)來支持當(dāng)前和不斷增長的軌道生態(tài)系統(tǒng)。”負責(zé)本次研究的一位科學(xué)家解釋說。科學(xué)家們在論文中介紹了一種創(chuàng)新的、靈巧的步行機器人系統(tǒng),可用于軌道組裝任務(wù),科學(xué)家們還讓機器人進行了裝配25米大口徑太空望遠鏡LAST的實際測試。

自從詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發(fā)射以來,太空界一直在想辦法不斷地部署更新、更大、孔徑更大的望遠鏡(集光區(qū)域的直徑)。由于尺寸有限,我們目前的運載火箭不可能在地球上組裝這樣的望遠鏡,這就是為什么更大的望遠鏡需要在太空(或在軌道上)組裝的原因。
為了在太空中組裝如此規(guī)模的望遠鏡,我們需要合適的工具:“盡管傳統(tǒng)的太空行走機器人很靈巧,但他們的機動性受到限制。因此,未來的在軌行走機器人設(shè)計中融入移動性特征,以提供進入更大工作空間的機會,同時又不影響靈活性,這對未來的在位行走機器人設(shè)計具有重要意義。”
科學(xué)家們提出了一種七自由度全靈巧的端對端步行機器人(一種可以沿著表面移動到不同位置以執(zhí)行具有七度運動能力的任務(wù)的四肢機器人系統(tǒng)),或者簡稱為E-Walker。他們進行了深入的設(shè)計工程演習(xí),以測試機器人有效組裝25米在軌望遠鏡的能力。
“我們的分析表明,提出的創(chuàng)新型E-Walker設(shè)計被證明是多功能的,是未來在軌任務(wù)的理想選擇。”E-Walker將能夠通過在空間組裝后執(zhí)行例行維護和維修任務(wù)來延長任務(wù)的生命周期。”科學(xué)家們解釋說。“對25米縮小原型的分析表明,它也是在地球上進行維修、維護和裝配操作的理想選擇,例如對風(fēng)力渦輪機進行定期維護檢查。”