เว็บตรง การก่อสร้างในวงโคจรจะนำไปสู่ดาวเทียมที่ใหญ่กว่าและดีกว่าโดย CHARLIE WOOD | เผยแพร่เมื่อ 6 กุมภาพันธ์ 2020 16:00 น ศาสตร์แขนหุ่นยนต์ประกอบเสาอากาศในอวกาศแขนกล SPIDER (สีขาว) จะประกอบเสาอากาศขนาดใหญ่ Maxar Technologies
มนุษย์ไปที่ไหนก็สร้าง อารยธรรมเบ่งบานจากกลุ่มบ้านเรือนและทางเดิน และเมื่อเร็วๆ นี้ก็ได้เพิ่มจำนวนขึ้นจนรวมถึงตึกระฟ้า สายไฟ ระบบประปา และเสาสัญญาณ และถ้ามันเติบโตขึ้นนอกโลก วิศวกรจะต้องคิดหาวิธีสร้างที่นั่นด้วย
A protein-filled cotton sheet can filter carbon emissions
นักออกแบบใฝ่ฝันมานานเกี่ยวกับกล้องโทรทรรศน์ที่สลับซับซ้อนและโรงแรมขนาดใหญ่ที่พวกเขาสามารถสร้างได้เทียบเท่ากับยานอวกาศและอิฐอวกาศ แต่—ยกเว้นสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) และกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล—ทุกชิ้นส่วนของฮาร์ดแวร์ใน วงโคจรถูกสร้างขึ้นบนโลกและอัดแน่นเข้าไปในจรวดเพื่อการขนส่ง
ตอนนี้ NASA กำลังสนับสนุนให้บริษัทต่างๆ
ทำตามขั้นตอนแรกเพื่อประกอบเครื่องจักรที่ซับซ้อนมากขึ้นในขณะที่โคจรรอบโลก เมื่อสัปดาห์ที่แล้ว บริษัทได้ประกาศสัญญามูลค่า 142 ล้านดอลลาร์แก่ Maxar Technologies เพื่อรวมแขนหุ่นยนต์เข้ากับดาวเทียมที่กำลังจะมีขึ้น ซึ่งจะประกอบเสาอากาศขนาดใหญ่ไว้ด้วยกันในอวกาศ
Al Tadros รองประธานฝ่ายโครงสร้างพื้นฐานและอวกาศของ Maxar กล่าวว่า “ต้นทุนในการพัฒนาที่ NASA ช่วยเหลือเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้อุตสาหกรรมของเราสามารถเริ่มประกอบชิ้นส่วนในอวกาศได้ในราคาที่เอื้อมถึง”
หุ่นยนต์แขนกลที่ใช้ชื่อว่า Space Infrastructure Dexterous Robot (SPIDER) จะเชื่อมต่อกับดาวเทียมขนาดมินิแวนที่เรียกว่า Restore-L ในช่วงกลางทศวรรษที่ผ่านมา ภายใต้การพัฒนาตั้งแต่ปี 2014 สไปเดอร์สามารถวัดความยาวได้ประมาณ 16 ฟุตเมื่อยืดออกจนสุด แต่สามารถบิดตัวเองให้บิดเบี้ยวได้ทุกรูปแบบโดยใช้ข้อต่อทั้งเจ็ด ซึ่งให้ความยืดหยุ่นมากพอๆ กับแขนมนุษย์ แม้ว่าจะมีสถาปัตยกรรมที่แตกต่างกัน
เมื่ออยู่ในวงโคจร มันจะนำความคล่องแคล่วนั้นไปใช้ SPIDER จะแกะแผงเจ็ดแผ่นที่เก็บไว้ข้าง Restore-L ออกทีละแผ่น แล้วมัดเข้าด้วยกันอย่างปริศนา การใช้เครื่องมือที่คล้ายกับวงล้อ SPIDER สามารถกระชับสิ่งที่แนบมาพิเศษที่สร้างขึ้นในแต่ละแผงให้แน่น แขนกลอิสระบางส่วนจะหยุดชั่วคราวหลังจากแต่ละคำสั่ง และจัดระเบียบการถ่ายภาพด้วยกล้องที่ติดตั้งและไฟส่องสว่างเพื่อตรวจสอบว่าแผงอยู่ในแนวเดียวกันอย่างแม่นยำ “มันเป็นมีด Swiss Army นิดหน่อย” Tadros กล่าว
ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะเป็นเสาอากาศรีเฟล็กเตอร์ทรงกลม กว้าง 10 ฟุต ใช้งานได้จริง คล้ายกับประเภทที่ส่งสัญญาณโทรทัศน์ไปยังบ้านเรือนทั่วโลก ผู้ให้บริการบรอดแบนด์ในปัจจุบันออกแบบเสาอากาศให้พอดีกับยานอวกาศภายในจรวดกว้าง 13 ฟุต อย่างไรก็ตาม ด้วย SPIDER ดาวเทียมสามารถสร้างเสาอากาศของตัวเองได้สองเท่าของขนาด เพื่อให้สามารถส่งข้อมูลไปยังผู้คนได้มากขึ้น
ในแง่หนึ่ง แท้จริงแล้ว Earth เป็นสถานที่ที่แย่มากในการสร้างเครื่องจักรที่ละเอียดอ่อน พวกมันไม่เพียงแต่ต้องทนต่อแรงโน้มถ่วงที่กดลงกับพื้นอย่างต่อเนื่อง แต่ยังต้องเอาตัวรอดจากแรงสั่นสะเทือนที่มาพร้อมกับการระเบิดที่ควบคุมได้เพื่อให้ได้ความเร็วถึง 20 เท่าของเสียง วัตถุที่สร้างขึ้นในอวกาศเผชิญกับความท้าทายของพวกมันเอง (เช่น อุณหภูมิที่แกว่งไปแกว่งมาหลายร้อยองศา) แต่ในทางทฤษฎีสามารถเติบโตได้ในทุกขนาด NASA เลือกที่จะให้ทุนกับ SPIDER เนื่องจากเทคโนโลยีดังกล่าวได้รับความสนใจอย่างกว้างขวาง Tadros กล่าวตั้งแต่เสาอากาศเชิงพาณิชย์ไปจนถึงกล้องโทรทรรศน์วิทยาศาสตร์ที่มีกระจกขนาดใหญ่กว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (JWST) ถึงสี่ถึงห้าเท่า
“จุดประสงค์คือการมีปริมาณไม่จำกัด” Tadros กล่าว
และ Maxar ไม่ใช่บริษัทก่อสร้างอวกาศเพียงแห่งเดียวที่ NASA กำลังเริ่มต้น เมื่อฤดูร้อนที่แล้ว บริษัทได้ทำสัญญามูลค่า 73.7 ล้านเหรียญสหรัฐให้กับ Made in Spaceซึ่งเป็นบริษัทที่พัฒนาเครื่องพิมพ์ 3 มิติสำหรับผลิตชิ้นส่วนตามสั่งบน ISSเพื่อรองรับยานอวกาศ Archinaut One ดาวเทียมดวงนี้ซึ่งสามารถเปิดตัวได้เร็วเท่าปี 2022 มีเป้าหมายที่จะพิมพ์คานขนาด 33 ฟุตจำนวน 2 ลำจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ เพื่อให้สามารถคลี่แผงโซลาร์เซลล์ขนาดที่ไม่เคยมีมาก่อนสำหรับวัตถุขนาดเล็กเช่นนี้ได้
ภารกิจทั้งสองนี้เป็นการทำนายอนาคตที่มนุษยชาติ
สามารถให้บริการและอัพเกรดฮาร์ดแวร์อวกาศได้ ภารกิจหลักของ Restore-Lยานอวกาศที่จะบรรทุก SPIDER คือการแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการขัดขวางดาวเทียมที่มีอายุมากแล้วเติมเชื้อเพลิงให้กับมัน Tadros วาดภาพกองยานของกลไกหุ่นยนต์เหล่านี้ที่กระโดดจากยานไปสู่ยาน ยืดอายุและบำรุงรักษาพวกมันในขณะที่เราทำโครงสร้างพื้นฐานบนบก ตัวอย่างเช่น เมื่อ Verizon อัปเกรดจาก 3G เป็น 4G จะเปลี่ยนเสาอากาศเก่าเป็นเสาอากาศใหม่ “คุณไม่เปลี่ยนหอเซลล์” เขากล่าว “คุณไม่เปลี่ยนอำนาจที่จะออกไปหรือทางเข้ามัน”
การมีแขนกลขั้นสูงช่วยให้ผู้วางแผนภารกิจมีทางเลือกมากขึ้นในการแสดงด้นสดเมื่อสิ่งต่างๆ ไปทางทิศใต้ SPIDER แบ่งปัน DNA เทคโนโลยีของตนกับแขนของยานลงจอด Martian Insightซึ่งเป็นอีกส่วนหนึ่งของ Maxar นับตั้งแต่เครื่องมือหนึ่งของ Insight ล้มเหลวในการฝังตัวเองในดินที่แข็งกระด้างอย่างไม่คาดคิดของ Red Planet แขนจึงเป็นเครื่องมือหลักของวิศวกรในการพยายามขุดอีกครั้ง NASA ได้ออกแบบ JWST ให้พอดีกับจรวดโดยการพับแบบโอริกามิ แต่กล้องโทรทรรศน์มูลค่า 1 หมื่นล้านดอลลาร์จะยิงได้เพียงครั้งเดียวเมื่อกางออก แขนที่เหมือนแมงมุมอาจทำให้กล้องโทรทรรศน์อวกาศในอนาคตมีโอกาสแก้ไขตัวเองมากขึ้นหากสิ่งผิดปกติ
ในขณะที่การซ่อมแซมและก่อสร้างพื้นที่เป็นเทคโนโลยีที่มีความโดดเด่นในนิยายวิทยาศาสตร์ นักวิจัยตัวจริงได้พิจารณาพวกเขาอย่างจริงจังมาหลายทศวรรษแล้ว การแสดงภาพสถานีอวกาศในช่วงแรกนั้นถูกวาดขึ้นด้วยความคาดหวังว่าพวกมันจะถูกสร้างขึ้นในวงโคจร และแต่เดิม NASA ได้ออกแบบกระสวยอวกาศเพื่อซ่อมแซมดาวเทียมบางส่วน อันที่จริง หน่วยงานอวกาศได้ทำการทดลองทั้งการเติมเชื้อเพลิงด้วยดาวเทียมและการดึงดาวเทียมที่เลิกใช้งานครั้งแรกในภารกิจกระสวยอวกาศต่างๆ ในปี 1984
การจัดตั้งกองกลศาสตร์อวกาศพิสูจน์แล้วว่ายากกว่าที่คาดไว้และการฝึกฝนไม่ได้เกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม ทุกวันนี้ มีบริษัทจำนวนมากขึ้นที่เปิดตัวดาวเทียม—ซึ่งแต่ละแห่งมีราคาหลายร้อยล้านดอลลาร์—มากกว่าที่เคยเป็นมา และด้วยการประมวลผลที่ทรงพลังกว่า วัสดุที่แข็งแรงกว่าและน้ำหนักเบากว่า และอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กกว่า (เช่น กล้องและเซ็นเซอร์ของ SPIDER) Tadros แนะนำว่าในที่สุดเราก็มีเทคโนโลยีที่จะทำให้ดาวเทียมใหญ่ขึ้นและดีขึ้น “การได้รับความสามารถแบบนั้นสำหรับภารกิจอื่นๆ มากมาย ถือเป็นคำมั่นสัญญาที่แท้จริงของสิ่งที่เรากำลังสาธิตที่นี่” เขากล่าว เว็บตรง
