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Estos son, de hecho, los robots que la NASA y sus socios de investigación están buscando. Inspirado por un droide flotante luchando contra a Luke Skywalker en la película Star Wars, los satélites de vuelo libre conocidos como "sincronizado mantenga posición", Engage, reorientar, satélites experimentales (esferas) han estado volando a bordo de la Estación Espacial Internacional desde el 8 de expedición en el año 2003. Aunque ha habido numerosas investigaciones de esferas llevó a cabo en el laboratorio en órbita, cuatro actuales y futuros proyectos de esferas son de particular importancia para los ingenieros de robótica, compañías de lanzamiento de cohetes, exploración de la NASA y quien utiliza sistemas de comunicaciones en la Tierra.
El esferas-vértigo, Departamento de defensa (DOD) esferas-anillos, esferas-chapotea e investigaciones II esferas-inspiran a todos ha utilizar las instalaciones existentes de la estación espacial de esferas de estos satélites independientes. Los satélites impulsado no por uso de un astronauta, sino por baterías AA, actúan como plataformas de vuelo libre que pueden acomodar varias características de montaje y mecanismos con el fin de probar y examinar las propiedades físicas o mecánicas de los materiales en condiciones de microgravedad. Cada satélite es un poliedro 18 caras y es aproximadamente del tamaño de una pelota de fútbol. Centro de investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California, opera y mantiene el centro de investigación de esferas a bordo de la estación espacial, que está financiado por la exploración humana y la dirección de misiones de operaciones en la sede de la NASA en Washington.
El Astronauta de la NASA Thomas Marshburn pone a prueba el hardware de investigación esferas-vértigo, que se asemeja a anteojos, mientras vuela a bordo de la estación espacial internacional.
Crédito de la imagen: NASA
ESFERAS proporcionan un único bajo riesgo, centro de investigación de microgravedad de bajo costo y a largo plazo que admite pruebas de reacción rápida de las tecnologías que pueden repetirse varias veces. Alvar Saenz Otero, pH.d., director asociado y esferas científico en el laboratorio de sistemas de espacio de Massachusetts Institute of Technology (MIT) describe la reutilización de esferas para múltiples investigaciones de microgravedad diciendo: "Si algo sale mal, restablezca e inténtelo de nuevo."
DOD esferas-anillos vuelan libremente en la estación espacial internacional durante manifestación Wi-Fi y prueba de vuelo de formación electromagnética energía transferencia en microgravedad.
Crédito de la imagen: NASA
Operando intermitentemente desde febrero de 2013, la estimación Visual de esferas y seguimiento relativo para la investigación de la inspección de objetos genéricos (esferas-vértigo) utiliza lo que parece anteojos y otros nuevo hardware y software en múltiples satélites durante la prueba. El propósito del estudio es construir modelos 3D de un blanco usando algoritmos de asignación y navegación basada en la visión de computadora. Estas adiciones a los satélites ayudan a los investigadores a crear mapas tridimensionales de un objeto previamente desconocido para la navegación volando las esferas en un trazado alrededor de ese objeto mientras esté tomando fotos.
Brent Tweddle, un asociado postdoctoral con el laboratorio de sistemas de espacio de MIT, dijo que el proyecto de esferas-vértigo difiere de experimentos anteriores de esferas por agregar un par de cámaras estéreo, que ven, percibir y entender su mundo visualmente y puede comunicarse con los satélites utilizando vértigo "gafas". Las gafas actúan "como su propio pequeño bloque de inteligencia que pega en la parte delantera de las esferas y permite ver el resto del mundo que quieren navegar," explicó Tweddle.
En forma de píldora tanques parcialmente llenados de agua se unen a los pequeños satélites para la investigación de las esferas-chapotea a bordo de la estación espacial internacional para simular el movimiento de los combustibles de cohetes como ellos andan dentro de los tanques.
Créditos Fotográficos: Florida Instituto de tecnología/Dr. Daniel Kirk
En primer lugar, las esferas utilizan su software y hardware actualizado para construir un modelo tridimensional de un objeto de destino. Entonces, los satélites prueban sus habilidades para realizar navegación relativa utilizando sólo sensorial referencia al modelo 3D.
Imágenes de proyectos como vértigo podrían ayudar a restaurar los viejos satélites determinando y mapeo de las especificaciones de los viejos satélites y reparándolos como orbitan la Tierra. Otras aplicaciones incluyen la futura misión de la NASA a un asteroide, de visita en comprensión del tamaño, forma y movimiento de un asteroide es necesario navegar alrededor de él como viaja a través del espacio. Además, como los robots se convierten más autónomos, necesitan un par de ojos, similares a vértigo, para ofrecerles las capacidades de navegación.
La investigación de DOD esferas-anillos es la primera demostración de vuelo de formación electromagnética en microgravedad, así como de transferencia inalámbrica de energía en el espacio. El estudio instala anillos muy avanzados en esferas existentes. La tripulación coloca los anillos alrededor de un satélite individual, que consta de bobinas resonantes, bobina cubierta con ventiladores, baterías y estructura soporte hardware. El proyecto anillos demuestra el uso de bobinas electromagnéticas para maniobrar las esferas individuales con respecto a otro. El funcionamiento actual a través del anillo de bobinas controla los satélites, de modo que son capaces de atraer, repeler y girar dos esferas con anillo-equipado.
"Usando pares y fuerzas generadas eléctricamente es preferible al uso de combustible, ya que la electricidad puede ser generada por paneles solares, pero una vez que se consume el combustible, la misión es generalmente terminada," explicó Kathleen Riesing, un estudiante graduado con el laboratorio de sistemas de espacio de MIT. El software utilizado para el control de los anillos también demostrará la transferencia de energía inalámbrica, donde un satélite envía energía a otro.
Objetivos de investigación para anillos en esferas incluyen funcionamiento de control de actitud mejorada entre satélites separados y la posibilidad de transferencia de energía más eficiente a una distancia. Adición de una manera eficiente de transferencia de energía entre las esferas puede aliviar la necesidad de fuentes de energía alternativa. El experimento de transferencia inalámbrica de energía establece el hardware necesario para accionar el futuro potencial de espacio urbano robótica y sistemas de Comunicaciones mejoradas en el espacio, en Tierra o bajo el agua.
Este diseño asistido por ordenador muestra la interfaz de esferas-inspirar Halo II, que agrega datos y capacidades a esferas de manejo para probar escenarios a bordo de la Estación Espacial Internacional y poder de procesamiento.
Crédito de la imagen: MIT/Space Systems Laboratory
La nueva investigación de esferas-chapotea lanzada a bordo de la nave espacial primera Cygnus carga reabastecimiento llamando de Orbital Sciences Corporation a la estación espacial el 9 de enero. La investigación fue nombrada para el sonido de líquidos chapoteando. ESFERAS-chapotea busca entender cómo se mueven los fluidos dentro de contenedores durante la larga duración vuelo en microgravedad. El estudio demostrarán cómo aplicada externa fuerzas afectan los fluidos contenidos. La meta es simular cómo combustibles de cohete se mueven dentro de sus tanques, como en respuesta a los empujes del motor utilizado para empujar un cohete a través del espacio. El estudio de la física del movimiento líquido en microgravedad es importante porque los cohetes más poderosos de la Tierra usan combustibles líquidos, los satélites y otras naves espaciales en órbita.
"Creo que los resultados de este experimento pueden ayudar a diseñar mejores tanques y sistemas de control que harán un impacto significativo en las compañías de lanzamiento de cohete", dijo Stephen Gaddis, Gerente del programa del programa de desarrollo de la misión de intercambio de tecnología en el espacio. Dirección en el centro de investigación Langley de la NASA en Hampton, Virginia. Tener una comprensión más profunda de los propulsores de cohetes puede reducir el costo de la industria y lanzamientos de satélites financiados por los contribuyentes mediante la mejora de eficiencia de combustible y seguridad.
A mediados-2014, la investigación de esferas-inspirar II agrega una serie de puertos de acoplamiento universales y una serie de interfaces de Halo a esferas existentes en la Estación Espacial. Los Halos consisten en seis puertos cada una y rodean los satélites pequeños, como el nombre sugiere. Estos Halos y puertos expanden las esferas en el procesamiento de energía y capacidades para escenarios de pruebas extensas de manejo de datos. Las esferas-vértigo "anteojos" puede conectarse al Halo para proporcionar navegación basada en la visión.
"Los escenarios de pruebas que están previstos se centrarán en agregación de recursos y reconfiguración de satélite como una plataforma de reducción de riesgo de los tipos de maniobras de satélite previstos para ser realizado por satélites para la misión de defensa avanzada investigación proyectos Agency (DARPA) Phoenix," dijo David Sternberg, un estudiante graduado con el laboratorio de sistemas de espacio de MIT.
ESFERAS-chapotea externamente monta un tanque entre dos de los pequeños satélites. La pareja luego vuela alrededor dentro de la Estación Espacial, creando el escenario de "chapoteo". La geometría del tanque simula un tanque del propulsor del vehículo de lanzamiento y las maniobras de replican los vehículos reales.
La misión Phoenix DARPA está trabajando para desarrollar pequeñas "satlets" que se pueden adherir al envejecimiento o que no funcione satélites en órbita geosincrónica robóticamente aproximadamente 22.000 km sobre la Tierra. Esto crea nuevos sistemas de espacio a un costo reducido.
Con cada nueva adición de hardware a esferas, se realizan avances significativos en competencias de robótica, y un día, los satélites mayores o no funcionales serán reparados o reformados en órbita. La ciencia ficción de droides robóticos zumbando para equipar y reparar naves espaciales y espacio viajeros ya no es sólo la fantasía de Star Wars. Por el contrario, el uso de las capacidades de robóticas se está convirtiendo en más de una realidad gracias a estas esferas de vuelo libre.
Traducción: El Quelonio Volador
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