Robotski sustav s Caltecha sklopio je u Zemljinoj orbiti novi segment rešetkaste konstrukcije, bez astronauta i bez izlaska u svemir. Demonstrator ASTRA lansiran je krajem ožujka s dva segmenta izrađena na Zemlji, a treći je dodao u orbiti, objavili su 5. studenoga Caltech i američka agencija DARPA. Plan je bio sklopiti svih 11 segmenata nosive konstrukcije antene promjera 1,4 metra. To do kraja misije vjerojatno neće uspjeti, ali je glavni test, gradnja nove konstrukcije u svemiru, prošao.
„Ovo je prvi put da je neka konstrukcija autonomno izgrađena u svemiru”, rekao je Sergio Pellegrino, profesor zrakoplovnog i građevinskog inženjerstva na Caltechu i voditelj projekta, u Caltechovoj objavi. DARPA u vlastitoj objavi govori o prvoj demonstraciji automatiziranog sklapanja u svemiru. Robot je pojedine korake izvodio sam, ali naredbe za faze sklapanja slao je tim na Zemlji, koji je rezultat provjeravao na fotografijama poslanima iz orbite.
Zašto graditi u svemiru
Najveći teleskopi i antene koje danas lansiramo moraju stati pod zaštitni pokrov rakete. Zato ih inženjeri za lansiranje slažu, a rasklapaju tek u orbiti, kao zrcalo svemirskog teleskopa James Webb, ili ih astronauti sastavljaju od dijelova poslanih u više lansiranja. Oba pristupa imaju granicu.
„Kad dođete do veličine pri kojoj se konstrukcije više ne mogu izraditi na Zemlji i rasklopiti, morate razmišljati o tome kako ih izgraditi u svemiru”, rekao je Pellegrino.
DARPA, agencija američkog Ministarstva obrane za razvoj naprednih tehnologija, cilja na znatno veće razmjere. „Pod ‘vrlo velikim’ mislim na stotine metara ili kilometre. Ništa ni približno takve veličine danas nije moguće postići”, izjavio je Andrew Detor, voditelj DARPA-ina programa NOM4D.
Što je ASTRA
ASTRA je kratica za Autonomous In-Space Tensioned Reflector Assembly, što bi se moglo prevesti kao autonomno sklapanje napetog reflektora u svemiru. Projekt je dio programa NOM4D (Novel Orbital and Moon Manufacturing, Materials, and Mass-efficient Design), koji je DARPA pokrenula 2022. ASTRA je jedan od samo dvaju projekata koji su stigli do treće faze programa, demonstracije u orbiti. Drugi, sa Sveučilišta Illinois u Urbana-Champaignu, na Međunarodnoj svemirskoj postaji isprobat će novi postupak izrade kompozitnih materijala u svemiru.
Teret zauzima otprilike kubični metar i ima 11 kamera. U orbitu je poletio 30. ožujka iz baze Vandenberg u Kaliforniji, u sklopu SpaceX-ove misije Transporter-16. Ondje ga nosi letjelica Vigoride 7 tvrtke Momentus, koja osigurava napajanje, komunikaciju i snimanje. ASTRA je jedan od deset tereta na toj letjelici. Caltechov tim izradio ga je i isporučio za manje od 12 mjeseci.
Konstrukcija se sastoji od cijevi od kompozitnih vlakana, aluminijskih spojeva i perforirane folije od kaptona koja služi kao reflektirajuća površina. Foliju su Caltechovi inženjeri razvili s timom Igora Bargatina sa Sveučilišta Pennsylvania. Prema Caltechu, takva folija zahtijeva manje prednaprezanja od pletene metalne mreže koja se obično koristi u sklopivim reflektorima, pa nosiva konstrukcija može biti znatno lakša.
Što je pokazano, a što ostaje plan
Robotska ruka uzima cijevi i spojeve iz spremnika uz radnu ploču i od njih slaže jednake segmente rešetke. DARPA je opisuje kao razmjerno jednostavan portalni robot koji se giba po trima osima. „Nema složene robotike ni naprednih algoritama”, rekao je Detor.
U orbiti je dosad:
- otpušteno osiguranje koje je teret držalo tijekom lansiranja,
- izvučena dva segmenta rešetke izrađena na Zemlji,
- sklopljen treći segment.
Za potpunu antenu trebalo bi sklopiti 11 segmenata, na njih pričvrstiti mrežaste reflektore i svaki gotov segment izgurati iz kućišta. Misija završava u prosincu, a prema Caltechu malo je vjerojatno da će rešetka do tada biti dovršena jer je tim ostao bez dovoljno vremena. Istraživači ističu da su naučili dovoljno da potvrde izvedivost pristupa te da dizajn trebaju pojednostaviti i doraditi.
Upravljanje sa Zemlje imalo je svoja ograničenja. Tim je s teretom dnevno imao sedam do osam komunikacijskih prozora od otprilike 15 minuta. U Pellegrinovu laboratoriju stoji rezervni primjerak tereta, pa su inženjeri svaki potvrđeni problem iz orbite najprije pokušali ponoviti na Zemlji. Tek kad bi ondje pronašli rješenje, slali su novu naredbu u svemir.
Što slijedi
ASTRA nije gotova antena ni gotova tehnologija za kilometarske konstrukcije. Pokazala je da mali robot u orbiti može spojiti nove dijelove rešetke i da tim sa Zemlje to može pratiti i popravljati. Za konstrukcije od stotinu metara i više trebat će veći sustavi, brže sklapanje i manje oslanjanja na naredbe sa Zemlje.
Drukčiji pristup istom problemu opisali smo u članku o modulima koji sami ispravljaju geometriju prije spajanja. Taj je sustav zasad testiran u laboratoriju, a ASTRA je svoj korak napravila u orbiti.
