因為站內(nèi)很少有些人,月球流派空間站將依賴自立保護。
月球流派空間站是美國國度航空航天局(NASA)正在這個十年內(nèi)再次將宇航員奉上月球規(guī)劃的主要組成部分,這將是人類正在近地軌道以外的首個永久性前哨站。該項目由美國國度航空航天局、加拿大太空總署(CSA)、歐洲太空總署和日本宇航局協(xié)作建立,目標(biāo)是支撐月球表面的功課,取此同時還將作為火星探索的補給站。月球流派空間站將會比國際空間站(ISS)小得多,最初將只包孕兩個艙,伴隨著工夫的推移會提升更多艙。該空間站的首批組件將是帶有寓居和后勤前哨站(HALO)的動力和推動元件(PPE),規(guī)劃于2024年11月取太空探索手藝公司的獵鷹重型火箭一同發(fā)射。
月球流派空間站相對較小大概是因為站內(nèi)絕大多數(shù)時候不容易有些人,雖然宇航員大概會在站內(nèi)逗留幾周,但估計月球流派空間站一年內(nèi)大約有11個月不容易有些人。這是對月球流派空間站的奇特挑釁。
正在國際空間站上,宇航員會花大批時候?qū)臻g站舉行調(diào)養(yǎng),但流派空間站必須正在沒人直接幫忙的情況下,好長時候保持本身的功效。
美國國度航空航天局約翰遜航天中心的月球流派空間站自立體系司理朱莉亞?巴杰(JuliaBadger)詮釋說:“月球流派空間站須要本人完成宇航員正在國際空間站上所做的事情。另外,其運轉(zhuǎn)形式也是有很大差別。今朝,國際空間站的使命掌握是全天候的,而我們終極期待月球流派空間站的空中遙控操縱工夫為一周只有8個小時?!眹H空間站天天要吸收數(shù)百個飭令以保持其運轉(zhuǎn),這對月球流派空間站來講也是須要的,但這一些飭令未來月球自流派空間站本身,而這不是來源于地球上的人類。
為了實現(xiàn)這一方針,美國國度航空航天局正在開辟一種運載體系辦理器(VSM),這在某種程度上很像科幻宇宙飛船中無處不在的計算機體系。運載體系辦理器將自立辦理月球流派空間站的全部功用,運用智能軟件和間或來源于遠(yuǎn)方的人類的輸入信息,處置全部能夠辦理的題目。“取國際空間站相比,這是一種新的思想體例。”巴杰說,“假如月球流派空間站出現(xiàn)題目,我們要末能取其共存一段時間,要末具有長途或自立修復(fù)的才能?!?/p>
雖然月球流派空間站自己可被視為機器人,但根據(jù)專用主動體系能夠公道有用完成的事情是有限的。美國國度航空航天局必須在冗余取復(fù)雜性和質(zhì)量之間舉行均衡。比方,關(guān)于月球流派空間站的艙口是不是應(yīng)該能自行翻開或封閉,舉行了多方評論辯論,終極美國國度航空航天局決議其艙門須要手動操縱。但這并不一定意味著月球流派空間站在沒人輔佐的情況下沒法翻開艙門;這只暗示艙門須要機器臂舉行操縱,而非人工手動操縱。
“我終極盼望能有機械人能夠翻開艙門?!卑徒苷f。她解釋道,流派空間站的設(shè)計思量了潛正在的艙內(nèi)機械人(IVR),包羅提升主要地址的視覺標(biāo)識、正在空間站內(nèi)部四周安排便利的充電端口,思量翻開艙門所需的力氣取機械臂的本領(lǐng)符合。流派空間站體系的部件多是模塊化的;正在需求的時分,機械人能夠移除或改換這一些模塊。巴杰說:“正在月球流派空間站的設(shè)計中,我們正正在實驗做出明智的決議計劃,沒有提升太多的質(zhì)量,但便于機械人正在空間站內(nèi)事情?!?/p>
美國國度航空航天局曾經(jīng)積累了厚實的艙內(nèi)機器人的履歷。由2013年起,齊尺寸人形機器人Robonaut2曾經(jīng)正在國際空間站上度過了好多年,進修實行本應(yīng)由人類宇航員完成的義務(wù)。近來,一組3個可自在飛翔的立方體機器人Astrobee正在國際空間站上假寓了下來,舉行自立感知和導(dǎo)航試驗。今朝,美國國度航空航天局的自適應(yīng)自立把守綜合體系(ISAAC)項目正正在探索如何將相似Astrobee的機器人應(yīng)用到月球流派空間站的各項義務(wù)中,包羅監(jiān)測空間站的運行狀況和自立挪動貨色等義務(wù)。但正在短期內(nèi),巴杰以為:“保護月球流派空間站,比方利用機器人斷開破壞的部件,將比后勤義務(wù)更主要。”
巴杰以為,近似Robonaut2的通用可挪動機械手和近似Astrobee的自在飛行器的組合是一個很好的搭配,這類組合切合當(dāng)前月球流派空間站艙內(nèi)機器人的整體觀點。這并不是說終究月球流派空間站的艙內(nèi)機器人必需取正在國際空間站上事情的機器人外形不異,但它們將受國際空間站上的機器人啟示,并充分利用美國國度航空航天局今朝正在國際空間站上事情的機器人的一切履歷。
巴杰說,必定數(shù)目的專用機器人大概很有效?!氨确剑偃珥氁@到(設(shè)備)機架背面,那末您大概想要一個蛇形機器人?!?/p>
雖然美國國度航空航天局正正在主動預(yù)備月球流派空間站的艙內(nèi)機器人,但這類機器人還沒有出生。美國國度航空航天局自身不容易制作這類機器人,要靠行業(yè)合作伙伴提交的吻合美國國度航空航天局規(guī)定的設(shè)計。正在發(fā)射時,大概至少正在近來幾年,月球流派空間站要正在沒有內(nèi)部機器人幫忙的情況下照顧好自身。不外,流派空間站的目標(biāo)之一是正在取地球沒有任何接洽的情況下,完整自立運轉(zhuǎn)3周。其目標(biāo)是摹擬地球取火星之間3周的行星聚合,此時太陽會隔絕兩個星球之間的全部通信。巴杰說:“我以為我們應(yīng)當(dāng)搭載艙內(nèi)機器人。假如真的想要讓月球流派空間站自我保護21天,那末艙內(nèi)機器人將是此中非常重要的部份。另外,由于要探索火星,我以為機器人是缺一不可的?!?/p>
要讓月球流派空間站長時間自立運轉(zhuǎn),艙內(nèi)機器人只是機器人團隊的一半。空間站要依托龐大的外部基礎(chǔ)設(shè)施,比方動力、推動、熱操縱等。由2012年以來,加拿大臂2號一向駐扎正在國際空間站上,它是一個17.6米的機器臂,它可以正在空間站外圍挪動,正在空間站內(nèi)部或空中操作員的操縱下抓取和安排物體。
加拿大太空總署正正在取加拿大公司MDA一同為月球流派空間站開辟新型的機器臂體系,名為加拿大臂3號,并設(shè)計于2026年發(fā)射。加拿大臂3號將包孕一個8.5米長的機器臂,適用于抓取航天器和挪動大型物體,和一個靈便的小型機器臂,可適用于履行周詳?shù)牧x務(wù)。小機器臂正在需求的時辰乃至可以維修大機器臂。加拿大太空總署月球流派空間站首席工程師和體系司理丹尼爾?雷伊(DanielRey)默示,加拿大臂3號取其前任的真正區(qū)分正在于其節(jié)制體例?!凹幽么蟊?號最新鮮的特色之一是它不需求機組人員,可以自立運轉(zhuǎn)?!崩滓琳f。它的這類才能依賴的是新一代軟件和硬件,它們付取了該機器臂對刺激做出反映的才能。

雖然月球流派空間站間隔地球的間隔是國際空間站的1000倍,但雷伊表明說,間隔增添(約40萬公里)并非加拿大臂3號增添自主性的必備條件?!笆鲁鲆馔獾氖?,月球流派空間站在繞月軌道上的位置發(fā)生的到地球的旌旗燈號延遲,取近地軌道位置旌旗燈號經(jīng)由種種地面站所發(fā)生的延遲沒什么不一樣。若是加拿大臂3號預(yù)備往探索狀況不一樣的火星,那末我們以為其需要有更多的自主性?!?/p>
加拿大臂3號正在月球流派空間站的自立使命將包孕外部搜檢、卸載物流運載工具、安排科學(xué)荷載,和用備件替換破壞部件維修流派空間站。雷伊報告我們,還將有一個技能后勤氣閘艙和一個挪動工作臺,適用于將設(shè)備移入和移出流派空間站?!坝锌赡苷谕獠堪才趴茖W(xué)載荷,或?qū)⑼獠矿w系拿到內(nèi)部來維修,還可適用于實現(xiàn)將來內(nèi)部機器人體系取加拿大臂3號的合作。我以為這將是一件很是激動人心的事?!?/p>
雖然月球流派空間站的機器人住民還需要幾年才可以抵達,但當(dāng)動力和推動部件和棲身和后勤前哨站于2024年11月進入月球軌道時,該空間站將(根據(jù)需要)正在很大水平上自立運轉(zhuǎn)。屆時搭載的也有幾項科學(xué)載荷,包羅太陽物理學(xué)和空間景象形象實驗。
不外,月球流派空間站自己就可以說是最主要的實驗。其自立體系不管是不是表現(xiàn)正在內(nèi)部或外部機器人,正在確信其手藝足以舉行深空觀光之前,都將經(jīng)由陸續(xù)的測試。除要正在沒有通信的情況下運轉(zhuǎn)21天,月球流派空間站的終究規(guī)定之一是可以正在沒有航天員到訪的情況下,一般運轉(zhuǎn)3年。要預(yù)備探索火星和更遠(yuǎn)的太空,其自立性和可靠性必須到達我們規(guī)定的這一程度。