הידען > מערכת רובוטית חדשה תתקן לווינים בחלל

מערכת רובוטית חדשה תתקן לווינים בחלל

פרופ’ מייקל גרינספאן מאוניברסיטת קווינס בקנדה פיתח תוכנת מעקב שתאפשר לכלי שירות חללי אוטונומי ASSV – לתפוס לווין כזה במסלולו ולעגן אותו בכלי התיקון. ברגע שהלווין יגיע למצב כזה, אפשר להשתמש בבקרה מרחוק מכדור הארץ על מנת לתקן את הלווין

פרופ' מייקל גרינספאן ותלמיד המחקר לימין צ'אנג, אוניברסיטת קווינס בקנדה

מדענים באוניברסיטת קווינס (Queen’s University), קנדה, מפתחים מערכת רובוטית חדשה שנועדה לשרת יותר מ 8,000 לווינים החגים סביב כדור הארץ, הרחק מטווח הטיסה של מערכות מבוססות-קרקע בנועדו לתקן אותם. כיום,כשלווין החג בגובה רב נזקק לתיקונים או פשוט אוזל בו הדלק הנחוץ להפשך פעילותו הוא הופך ל”זבל חלל” ההולך ומצטבר בחלל.

“מדובר במערכות מכאניות ומשמעות הדבר שבסופו של דבר נועדו להכשל” אומר מייקל גרינספן, פרופסור להנדסת חשמל ומחשבים המוביל את הפרוייקט של אוניברסיטת קווינס. בגלל העובדה שלווינים אלה נמצאים במרחק של אלפי קילומטרים מפני הקרקע הם נמצאים הרחק מטווח הפעולה של טיסות חלל מאוישות יקרות בשעה שתיקונים רובוטיים בשליטה מרחוק בזמן אמיתי פשוט אינם אפשריים.

הפתרון של פרופ’ גריספן לבעיה זו הוא פיתוח תוכנת מעקב שתאפשר לכלי שירות חללי אוטונומי ASSV – Autonomous Space Servicing Vehicle לתפוס לווין כזה במסלולו ולעגן אותו בכלי התיקון. ברגע שהלווין יגיע למצב כזה, אפשר להשתמש בבקרה מרחוק מכדור הארץ על מנת לתקן את הלווין . “אין צורך לבצע את התיקון עצמו בזמן אמיתי, מכיוון שהכל נמצא בעמדה קבועה ובן אנוש יכול להפעיל את המערכת באופן רובוטי רחוק על מנת לבצע את הנחוץ”.

הצוות של אוניברסיטת Queen עובד כעת על פיתוח ה ASSV עם חברת MDA – McDonald-Detweiller Associates – Space Missions,שפתחה בעבר את ה Canadarm ואחראית לכל המערכות הקנדיות בתחנת החלל הבינלאומית.

פרופ’ גרינספן אומר, שראייה ממחושבת היא האתגר הטכני הגדול ביותר בלכידת לווין במסלול. מכיוון שחפצים אלה סובבים את כדור הארץ במסלול “גיאוסינכרוני” , מהירותם מסונכרנת עם סיבוב כדור הארץ . על המערכת הרובוטית לזהות תחילה את הלווין , אחר כך לקבוע את תנועתו ולהתאים את התנועה לפני שהלווין נלכד.

בשל תנאי תאורה ירודים בחלל , מצלמות וידאו רגילות הן בעלות שימוש מוגבל בלבד . החיישן המועדף הוא בצורה של רדאר מבוסס אור המכונה LIDAR, המספק תמערכת נקודות תלת- מימדיות שמודדות בדייקנות את גיאומטריית פני השטח של הלווין.

הצוות של אוניברסיטת Queen , הכולל טסטודנטים העומדים בפני סיום למודי התואר בהנדסת חשמל ומחשבים , פתח תוכנה שמאפשרת למערכת כזו לזהות לווין , לקבוע את מיקומו ולבסוף לעקוב אחריו בזמן אמיתי תוך שימוש בנתוני טווח מיוחדים. צוות הפתוח זכה לאחרונה במענק מטעם מועצת המחקרי למדעי הטבע וההנדסה NSERC על מנת להמשיך לחוקר את ההיבטים הבסיסיים של טכנולוגיה חדשה זו.

לדברי פרופ’ גריספן, ישום קרקעי פוטנציאלי נוסף ממצאי מחקר זה הוא בתחום היצור ה”גמיש”. תוך שימוש במערכות ראיהי ואלגוריתמים , ניתן לזהות גופים ולעקוב אחריהם במהלך מסלולם בפס יצור .לדבריו , ”ברגע שניתן לעזות זאת, מערכות יצור אוטומטיות יכולות להתממשק ביתר קלות עם הגופים עצמם והתוצאה יכולה להיות תהליך יצור הרבה יותר קל והרבה יותר יעיל”.