對于一個小機(jī)器人來說是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的壯舉：Honey the Astrobee必須抓住并運(yùn)送 Bumble the Astrobee。為了成功，Honey 需要了解 Bumble 的軌跡，正確定位自己并不惜一切代價避免碰撞。

人工智能 (AI) 幫助立方體形機(jī)器人準(zhǔn)確評估情況。該實(shí)驗(yàn)是 TumbleDock/ROAM 項(xiàng)目的一部分，該項(xiàng)目是德國航空航天中心 (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR) 與其合作伙伴在 國際空間站上共同開展的。這些實(shí)驗(yàn)是確定從地球軌道上清除危險(xiǎn)空間碎片的最佳方法的一部分。

“國際空間站上的兩個機(jī)器人將模擬軌道場景，”位于上 法芬霍芬 的DLR 機(jī)器人與機(jī)電一體化研究所的Roberto Lampariello 說。碎片正在地球周圍堆積：不再起作用的衛(wèi)星與其他衛(wèi)星相撞，并產(chǎn)生大量不受控制的物體。

專家們擔(dān)心所謂的凱斯勒綜合癥，即碎片碎片相互碰撞并分裂成更小的碎片，這些碎片繼續(xù)做同樣的事情，產(chǎn)生越來越大的碎片區(qū)域?，F(xiàn)在有超過 900,000 塊空間碎片危及近地軌道的安全。

設(shè)置，保持位置并抓住!

DLR 還在研究降低空間碎片帶來的風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)。例如，可以捕獲碎片并降低它們，使它們在地球大氣層中燃燒(主動碎片清除;ADR)或修復(fù)衛(wèi)星，防止它們變成碎片(在軌服務(wù);OOS)。

在這兩種情況下，必須首先實(shí)現(xiàn)對一塊碎片或有缺陷的衛(wèi)星的安全處理。這正是 Astrobees Honey 和 Bumble 在 國際空間站的實(shí)驗(yàn)?zāi)K (JEM)中練習(xí)的內(nèi)容。機(jī)器人完全獨(dú)立運(yùn)行。

Honey the Astrobee 代表活躍的航天器(追逐者)，而 Bumble 則扮演目標(biāo)衛(wèi)星的角色。該計(jì)劃是讓追逐者移動到相對于目標(biāo)的預(yù)定義位置，并將其位置保持在同步軌道上。

從這個位置，目標(biāo)衛(wèi)星可以在未來的任務(wù)中被安裝在追蹤器上的機(jī)械臂捕獲。追逐者必須精確預(yù)測目標(biāo)衛(wèi)星的翻滾運(yùn)動，規(guī)劃一條無碰撞的飛行路徑并成功執(zhí)行抓取。以高精度接近衛(wèi)星對于成功捕獲至關(guān)重要。

“為了使演習(xí)更加逼真，虛擬太陽能電池板安裝在目標(biāo)衛(wèi)星上。目的是表明在追逐者船上進(jìn)行的自主活動可以滿足現(xiàn)實(shí)條件下的所有必要要求，”Lampariello 說。“第一次測試是在 2 月初國際空間站的實(shí)驗(yàn)期間進(jìn)行的，DLR 提供的重要部件表現(xiàn)出色。”

Astrobees 的新潛在用途

這些發(fā)現(xiàn)是機(jī)器人追逐者持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。DLR 機(jī)器人與機(jī)電一體化研究所開發(fā)了用于引導(dǎo) Honey(追逐者 Astrobee)和幫助實(shí)現(xiàn) Bumble(目標(biāo)衛(wèi)星)真實(shí)翻滾運(yùn)動的軟件，并在國際空間站上成功測試。

魯棒控制系統(tǒng)是與 麻省理工學(xué)院 (麻省理工學(xué)院)聯(lián)合開發(fā)的，麻省理工學(xué)院還開發(fā)了追逐者和目標(biāo)衛(wèi)星的控制系統(tǒng)。這些組件仍可用于國際空間站的進(jìn)一步測試，以展示對目標(biāo)衛(wèi)星的不同方法。 NASA 還是 TumbleDock/ROAM(自主機(jī)動的相對操作)項(xiàng)目的合作伙伴， 在加利福尼亞州()的NASA Ames 研究中心的整個實(shí)驗(yàn)中提供 Astrobees 并控制它們。