Pierwsze zadania Dextre na Stacji ISS

0

Kanadyjski robot do zadań specjalnych SPDM “Dextre” wykonał na przestrzeni ostatnich kilku dni pierwsze zadania na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Operacje związane były z rozładowaniem japońskiego statku towarowego HTV-2 “Kounotori 2” (Bocian), który zacumował do kosmicznej stacji kilkanaście dni temu.

Podstawowym celem SPDM (Special Purpose Dextrous Manipulator) jest wykonywanie zadań wymagających dużej zręczności i delikatności. W przeszłości zadania te musieli wykonywać astronauci w czasie spacerów kosmicznych EVA (Extravehiculary Activity), z uwagi na niemożność ich przeprowadzania przy wykorzystaniu dużych chwytaków LEE (Latching End Effector) manipulatorów RMS wahadłowców i Stacji ISS, które służą do chwytania ładunków.

Dzięki takiemu rozwiązaniu astronauci nie są narażeni na ryzyko związane z wyjściem w przestrzeń kosmiczną, poświęcając czas na wykonywanie badań naukowych, a całość zadań logistycznych może być przeprowadzana zdalnie przez kontrolę z Ziemi.

SPDM stanowi część kanadyjskiego Mobilnego Systemu Serwisowego MSS (Mobile Servicing System), do której zalicza się również manipulator SSRMS (Space Station Remote Manipulator System), Mobilny System Bazowy MBS (Mobile Base System) oraz Mobilny Transporter MT (Mobile Transporter). Robot SPDM został dostarczony na Stację ISS w marcu 2008 roku przez misję STS-123.

Konstrukcja SPDM składa się z chwytaka LEE, który wykorzystywany jest do przyłączenia robota do portów przytwierdzających, oraz z adaptera PDGF (Power & Data Grapple Fixture), dzięki któremu manipulator SSRMS może pochwycić SPDM. Dodatkowo na Dexterze w czasie misji STS-132 w maju 2010 roku została zainstalowana platforma EOTP (Enhanced ORU Temporary Platform). Dodatek ten zapewnia możliwość tymczasowego utrzymania danej jednostki ORU (Orbital Replacement Unit), które to są częściami zapasowymi. Na wyposażeniu SPDM znajduje się także kamera wideo oraz cztery pojemniki na narzędzia.

Zdolności motoryczne robota Dextre zapewnione są przez dwa siedmio-przegubowe ramiona, które są wyposażone w Mechanizmy Wymiany Narzędzi OTCM (ORU/Tool Changeout Mechanisms). To właśnie dzięki nim SPDM odznacza się delikatnym działaniem. OTCM służą do przechwytywania jednostek ORU, które posiadają mikro adaptery łączeniowe.

Mechanizmy OTCMs posiadają odsuwane, zmotoryzowane wiertarki, dzięki którym możliwe jest odkręcanie śrub, wysuwane konektory przewodów doprowadzające/wyprowadzające do chwytanych ładunków logistycznych elektryczność, telemetrię oraz obraz wideo. Niezbędnym wyposażeniem jest także kamera oraz światła, dzięki którym możliwe jest dokładne naprowadzenie mechanizmów OTCM na mikro przyłącza na ładunkach.

Całą delikatność prac przeprowadzanych przez SPDM zapewniają systemy Sensorów Momentu/Siły FMS (Force/Moment Sensor) oraz systemy Akomodacji Momentu/Siły FMA (Force/Moment Accomodation). Dzięki zastosowaniu tych systemów SPDM jest niejako wyposażony w ‘zmysł dotyku’. Możliwe jest przyłożenie odpowiedniej siły, wymaganej w określonym miejscu i cechującej się ustalonym kierunkiem działania. Sensory FMS mierzą wartości sił, natomiast korekty i aplikacja odbywa się dzięki sensorom FMA.

Pomimo dostarczenia robota SPDM na Stację ISS w 2008 roku, jego pełne wdrożenie do służby trwało aż dwa lata. Wynikało to z konieczności przeprowadzania kompleksowych testów aparatury i mechanizmów, wchodzących w skład SPDM. Testy te zakończyły się demonstracją operacyjności w grudniu 2010 roku. Manewry, po wystąpieniu paru problemów, zostały zakończone i możliwe było wyciągnięcie wniosków. Więcej o tych działaniach pisaliśmy w tym artykule.

Menedżerowie Programu Stacji ISS, dzięki zakończonym pomyślnie w grudniu zeszłego roku testom robota, zyskali pewność co do możliwości realizacji powierzonych mu zadań. Operacje robotyczne w wykonaniu SPDM rozpoczęły się 1 lutego, tydzień temu, kiedy to za pomocą manipulatora SSRMS wyjęta została paleta ładunkowa EP (Exposed Pallet) z przedziału nieciśnieniowego ULC (Unpressurized Logistics Carrier) japońskiego statku HTV-2.

Manipulator SSRMS następnie przekazał paletę EP japońskiemu manipulatorowi JEM-RMS, który z kolei zainstalował ją na japońskiej platformie eksperymentalnej JEM-EF (Japanese Exposed Facility), będącej częścią kompleksu Kibo. Na palecie EP znajdowały się jednostki zapasowe ORU (Orbital Replacement Units):

  • CTC-4 (Cargo Transportation Container), która zawiera mniejsze jednostki takie jak Zdalne Moduły Kontroli Zasilania RPCM (Remote Power Control Module) czy Jednostki Dystrybucji Wideo VDU (Video Distribution Unit).
  • FHRC (Flex Hose Rotary Coupler), która dystrybuuje po znajdujących się na Stacji zespołach radiatorów TRRJ (Thermal Radiator Rotary Joint) chłodziwo – amoniak.

Jednostki FHRC i CTC-4 mają zostać docelowo zainstalowane na platformie sprzętowej ELC-4 (ExPRESS Logistic Carrier 4). Chwilowo nie jest to jednak możliwe. Zgodnie z pierwotnymi planami platforma ELC-4 miała być już zainstalowana na kratownicy Stacji ISS w grudniu zeszłego roku, jednak na skutek opóźnień w realizacji misji STS-133 wahadłowca Discovery, plany musiały uledz zmianie. Postanowiono przechować jednostki ORU tymczasowo na robocie SPDM, do czasu przybycia misji STS-133 z platformą ELC-4 w lutym 2011 roku.

{youtube}Gb4lhm_Res0{/youtube}
Operacje związane z rozładowywaniem statku HTV-2. Wyjęta paleta EP została następnie przytwierdzona tymczasowo do platformy JEM-EF / Credits: youtube.com, Kowch737

Trzydniowe operacje transferowe ORU rozpoczęły się w środę, 2 lutego. Wtedy to zmieniono miejsce bazowe działania ramienia SSRMS z portu PDGF (Power & Data Grapple Fixture) na module Harmony na port PDGF-3, mieszczący się na MBS. Następnie przemieszczono wózek transportowy MT z przytwierdzoną do niego MBS ze stanowiska roboczego WS-5 na WS-7. Ostatnią czynnością tego dnia było przechwycenie robota SPDM i zbliżenie go w rejon zainstalowanej tymczasowo palety EP.

{youtube}csD-yCv-6EI{/youtube}
Zapis wideo działań robotycznych z dnia 2 lutego / Credits: youtube.com, Ronsmytheiii

W czasie drugiego dnia operacji za pomocą ramienia 1 robota SPDM został podjęty ładunek FHRC z palety EP, po czym został on zainstalowany na swoim tymczasowym miejscu na platformie EOTP. Kolejną czynnością było podjęcie ładunku CTC-4 za pomocą ramienia 2. Następnie za pomocą Mechanizmu Wymiany Narzędzi OTCM ramienia 1 podłączono się do drugiego mikro portu CTC-4, dzięki czemu mogło zostać dostarczone zasilanie do ładunku.

{youtube}PCIb5-cLgD0{/youtube}
Zapis wideo działań robotycznych z dnia 3 lutego / Credits: youtube.com, Ronsymtheiii

Do czasu przybycia palety ELC-4 w misji STS-133, na której to będą zainstalowane oba ładunki, CTC-4 będzie utrzymywany za pomocą ramienia 1 Dextera. Operatorzy misji chcą w ten sposób lepiej rozdystrybuować ciepło, wydzialne na skutek poboru prądu przez ładunki, w momencie gdy nie są one zainstalowane razem na platformie EOTP.

Ostatni dzień operacji robotycznych miał miejsce w piątek, 4 lutego. Po kilkugodzinnym opóźnieniu rozpoczęto przemieszczać wózek MT (z bazą MBS, ramieniem SSRMS, robotem SPDM i dwoma ładunkami na nim) ze stanowiska roboczego WS-7 na WS-5. Następnie SPDM został przytwierdzony do portu PDGF, a ramię 2 robota zostało odłączone od ładunku CTC-4.

W dniu wczorajszym manipulator SSRMS został ponownie osadzony na porcie PDGF na module Harmony. Dzięki temu japoński manipulator JEM-RMS mógł po przechwyceniu pustej palety EP, zainstalowanej przez kilka wcześniejszych dni na platformie EF, ‘podać’ ją ramieniu SSRMS, które z kolei wsunęło je na swoje miejsce do luku ładunkowego ULC w statku HTV-2.

18 lutego manipulator SSRM ponownie zmieni miejsce przytwierdzenia, tym razem na port PDGF-1 na Mobilnej Bazie Systemowej MBS. Możliwe wtedy stanie się przemieszczenie statku HTV-2 z zenitalnego portu Harmony na nadirowy. Operacja taka jest niezbędna z uwagi na dokowanie wahadłowca i czynności związane z rozładunkiem jego ładowni w czasie misji STS-133 pod koniec lutego.

Dodatkowo robot SPDM wykona jeszcze manewr obrotu, dzięki któremu astronauci z misji STS-133 w czasie spaceru kosmicznego będą mogli przeprowadzić na nim pewne prace. Plany zakładają usunięcie arkuszy folii MLI (Multi Layer Insulation) oraz instalację osłon CLPA na soczewki SPDM.

Po zainstalowaniu platformy ELC-4 na strukturze kratowniczej Stacji ISS oraz odcumowaniu wahadłowca Discovery, manipulator SSRMS ponownie pochwyci robota SPDM i przemieści go w rejon nowo zainstalowanej platformy, na którą zostaną ostatecznie przeniesione ładunki FHRC i CTC-4.

(NASA)

Share.

Comments are closed.