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给国际空间站装上目视检测机械臂
发布:kittyll   时间:2016/6/14 11:10:45   阅读:741 
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国际空间站 图片来源:网络
 
加油站服务员、电子工程师、房屋检查员,这些角色在国际空间站(ISS)中都是由机器人完成的,此外这些能干的机器人还出色地完成了一项任务,那就是对加拿大2号空间站的机械臂(Canadarm2)进行了成功的检测。他们利用了一种目视检测方法,来帮助维修公司对在轨道上运行的航天器上的损坏和故障进行检测。
 
这套检测系统属于机器人补给任务模块(RRM)的一部分。RRM模块于2011年发射至空间站,充当一种模块化的、指导性的试验场,以测试各种新的卫星服务工具、技术和方法。NASA的工程师对RRM进行研究,不断改进这些新技术,使之更为成熟,最后再证明这些技术可以在轨道上正常运行。
 

美国航空航天局(NASA)卫星服务团队正在国际空间站中测试新机器人技术,图中右下方白色平台为机器人补给任务模块。图片来源:NASA
 
自2003年以来,工程师们就一直对服务于加拿大2号空间站机械臂的空间站遥控操纵系统(SSRMS)上,“Canada”标志中字母“a”旁边无法解释的黑色标记感到困惑。
 
“空间站的固定摄像机只能告诉我们这么多,”空间站开发经理Ron Ticker说道:“我们怀疑这可能是某个微流星体撞击所导致的,但如果不近距离地观察,我们无法确定到底是什么导致了这个黑色标记的产生。”
 
微流星体和轨道碎片(整个航天界将其称为MMOD),始终会对轨道卫星的稳定运行造成威胁。这些微小的自然的或人为的碎片,在宇宙环境下的移动速率可以超过20000 mph,它们可能会破坏航天器、刺穿器械甚至中断航天器的正常运行。
 
直到2015年10月,RRM中有一项最新技术呈现在人们的眼前——目视检测无脊椎手脚可活动机器人(Visual Inspection Poseable Invertebrate Robot,VIPIR)。这是由美国宇航局卫星服务能力办公室(SSCO)开发出的多机位检测工具,于2015年5月作为RRM计划的一部分进行测试,10月9日,NASA位于休斯顿的约翰逊航天中心向加拿大航天局发出指令,将一个双臂机器人连接到SSRMS,并调整VIPIR至其检测位置。
 
对于人们一直耿耿于怀的那个神秘黑色标记,国际空间站办公室利用VIPIR的变焦镜头很快找到了答案。
 
“VIPIR带给我们的结果是惊人的,” Ticker说道,“从大约距离8英寸的位置,VIPIR能够处理一英寸的三千分之一的细节(0.003〞),这大约相当于信用卡厚度的十分之一。通过VIPIR的镜头,我们可以辨别出黑色标记其实是检测现场一个凸起的肿块。”
 
VIPIR的分辨率清晰到可以让观察者数出保温材料中编织的单个纤维的根数。约翰逊图像科学与分析小组的图像分析师Michael Rollins解释道:“因为VIPIR的定位更接近机器人手臂,所以它在检测现场中配以更好的照明条件下,分辨率其实可以更高”。
 
RRM团队利用VIPIR摄像头对白天和黑夜的检测区域进行了跟踪监控,得到了更多不同的图像。“我们被近地轨道中动态照明条件下的各种图像给迷住了,”VIPIR视觉主管Ross Henry说道:“虽然在多数检测情况下,图像看起来是基本相同的,其可见细节差别非常小。但是,在某一个时刻,太阳从某一个面(以斜角)照射至检测站时,所呈现出来的图像将完全改变。投射的阴影清楚地显示出检测现场那个凸起的肿块。这项实践帮助我们进一步了解VIPIR在轨道上可以观测的内容。”
 
图像科学分析小组目前正在分析来自VIPIR的检测结果,通过3D分析工具确定这一肿块的成因,并安排进一步的工作计划,以分析肿块的内部细节。
 

国际空间站 图片来源:网络
 
2016年1月4日,RRM完成了最后一个任务:将一组特殊的太阳能电池暴露于阳光下。在其后的某个待定时间内,初始的RRM模块将装载到空间站返回载具中,在进出大气层的过程中烧毁。对于团队来说这是一个苦乐参半的决定,但他们仍感到非常满意,因为工作已经圆满完成。
 
接下来的任务要交给Raven,它是由SSCO新开发的一种新技术试验台,将于2016年夏天发射至空间站。
 
“请继续关注我们的卫星服务团队,好戏还在后头!”SSCO副主任Frank Cepollina如是说。
 
 
译自:eurekalert
来源:材料与测试
译者:兔子小光

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