Мягкая манипуляция
Представьте себе процесс стыковки на орбите: лишь то, что подобные маневры проводятся регулярно, создает иллюзию простоты. На самом деле это каждый раз сложнейшая операция, требующая ювелирного сближения космических аппаратов, осторожного удержания и ориентации с помощью захватов специальных манипуляторов. Возможно, новый подход, который прорабатывается небольшой компанией Altius Space Machines, сделает стыковку действительно проще.
Технология, предложенная инженерами Altius Space Machines, может пригодиться для решения и других космических задач — например, для обслуживания МКС, ведения работ на внешней поверхности станции, или для очистки орбиты от мусора, количество которого все последние годы столь угрожающе растет (читайте: «Обломки недавнего прошлого»).
Манипулятор, над которым работают в Altius Space Machines, представляет собой телескопическую трубку, способную вытянуться на впечатляющие 100 м, на конце которой находится управляемая «клешня» для захвата и манипуляции различными объектами. Самое оригинальное тут в том, что удержание объекта происходит чрезвычайно осторожно, не простым сдавливанием, как в клешне краба, а действием сил электроадгезии — иначе говоря, электростатическим притяжением, примерно как кусочки бумаги к расческе. Заряд, создаваемый на рабочей поверхности манипулятора, способен притянуть и удержать самые разные объекты, от металлических, пластиковых или стеклянных фрагментов — и до небольших астероидов.
Такое решение позволяет не только проводить операции чрезвычайно аккуратно, но и делает манипулятор по-настоящему универсальным. Не требуется, как сегодня, каждый раз проектировать новое устройство, адаптированное для захвата конкретного объекта определенной формы. Он «прилипнет» к манипулятору в любом случае.
Изначально на явление электроадгезии обратили внимание исследователи SRI International, которые пробуют использовать его в робототехнике — скажем, для создания миниатюрных аппаратов, способных карабкаться по отвесным стенам. Над перспективными космическими манипуляторами разработчики обеих компаний трудятся вместе. В настоящее время уже создан уменьшенного масштаба рабочий прототип системы, успешно прошедший испытания в вакуумной камере и в условиях микрогравитации:
Возможных применений у будущего ловкого манипулятора не счесть. К примеру, в Altius видят его как участника цепи доставки грузов на космическую станцию: на орбиту поближе к МКС отправляется небольшой грузовой корабль. Такие «грузовики» можно делать простыми и дешевыми, им не потребуется собственная система стыковки и все с ней связанное: этим займется «липкий» манипулятор, установленный на станции. Он вытянется, захватит и притянет корабль к МКС.
Манипулятор может использоваться и для запуска микро- и наноспутников с борта МКС (пока такие операции делаются «с рук», во время выхода в открытый космос). Что особенно интересно, устройство идеально подходит для сбора обломков верхних ступеней ракет, разгонных блоков и отработавших свое спутников, которые превращаются во все большую проблему. Напомним, что для решения ее предлагаются самые экзотические варианты, включая облучение лазером («Луч в мусорном царстве»), установку солнечного паруса («Мусор под парусом») или ловлю старыми добрыми сетями («Орбитальные бабочки»).
По публикации MIT Technology Review