DARPA의 로봇공학

Nov 01, 2023

위성 구성 요소의 시각적 진단, 업그레이드 또는 수리를 위한 옵션은 없습니다.

모든 구성 요소 수준 테스트는 DARPA의 RSGS(지구 동기 위성 로봇 서비스) 프로그램에서 완료되었으며 궤도 실증 임무는 2024년에 발사될 예정입니다.

RSGS의 목표는 수백 개의 위성이 통신, 기상, 국가 안보 및 기타 중요한 기능을 제공하는 정지 지구 궤도(GEO)에서 위성을 검사하고 서비스할 수 있도록 하는 것입니다.

현재 오작동하는 위성 구성 요소의 시각적 진단, 업그레이드 또는 수리를 위한 옵션은 없습니다.

올해 남은 기간 동안 엔지니어들은 비행 로봇 하드웨어 및 소프트웨어 테스트를 완료할 예정입니다. 로봇 페이로드와 우주선 버스의 통합은 2023년에 시작될 예정이며, 이어서 결합된 시스템에 대한 테스트 및 검증이 이어질 것입니다.

2024년 발사 이후 호스트 차량은 고효율 전기 추진력을 사용해 GEO에 올라갈 예정이다. 점검 및 교정 활동 기간을 거친 후, 프로그램에서는 궤도 위성 서비스 활동이 2025년에 시작될 것으로 예상합니다.

DARPA 전술 기술 사무소의 RSGS 프로그램 관리자인 Ana Saplan은 "우리는 정지 지구 궤도에서 지속적으로 작동하는 능숙한 로봇 능력을 창출하기 위해 노력하고 있습니다."라고 말했습니다. "이를 통해 궤도 위성 수리 및 업그레이드가 가능해지고 위성 수명이 연장되며 기존 위성의 기능이 확장되고 우주선 탄력성이 향상되며 현재 미국 우주 인프라의 신뢰성이 향상될 것입니다."

2020년 DARPA는 Northrop Grumman 회사인 SpaceLogistics와 제휴하여 로봇 페이로드를 사용하여 궤도에 진입한 후 상업용 서비스를 제공할 수 있는 능력에 대한 대가로 우주선 버스, 통합 우주선의 발사 및 운영을 제공했습니다.

DARPA는 RSGS 로봇 서비스 기능 개발을 주도하기 위해 미국 해군 연구소(NRL)에 자금을 지원하고 있습니다. DARPA가 제공하는 궤도상 시스템에는 두 개의 로봇 팔, 다중 로봇 도구, 궤도상 체크아웃 및 교정 장비, 장비 보관 포트, 카메라 및 조명, 고급 로봇 제어 비행 소프트웨어를 실행하는 관련 항공 전자 상자가 포함됩니다.

각 암은 7개의 고강도 고성능 조인트와 툴 드라이브로 구성됩니다. 항공 전자 장비 상자는 무기에 전력, 데이터 및 제어 서비스를 제공합니다.

"공공-민간 파트너십을 통해 DARPA는 이 기술을 시연에서 운영 능력까지 추진하는 데 도움을 줄 것입니다"라고 Saplan은 말했습니다. "곧 부품 파손이나 추진제 부족으로 위성을 우주 쓰레기로 분류하는 대신 우리 로봇 정비사가 우주에서 수리 '서비스 요청'을 할 것입니다."

RSGS 암은 지구 중력에서 완벽하게 테스트할 수 있을 만큼 견고합니다. 과거나 개발 중인 다른 우주 비행 로봇 팔은 이 설계 기준을 충족하는 경우가 거의 없습니다. 이러한 고유한 특성으로 인해 이 결합된 서비스 시스템은 단독으로 궤도에서 작동할 수 있을 뿐만 아니라 완전한 지상 테스트도 가능하게 됩니다.

우주라는 가혹한 환경에서 발사 스트레스와 수년간의 작동 동안 RSGS의 생존을 보장하기 위해 RSGS 로봇 페이로드와 파트너 제공 버스는 발사 전에 광범위한 테스트를 거칩니다.

주요 테스트에는 기본 기능 테스트, 발사 중 진동 응력 시뮬레이션, 구성요소가 간섭 없이 함께 작동하는지 확인하기 위한 전자기 테스트, 우주 환경의 극한 온도 및 진공 조건을 시뮬레이션하는 열진공 노출 등이 포함됩니다.

대부분의 우주 시스템과 마찬가지로 RSGS는 구성 요소 수준(조인트 또는 상자 기준), 암 조립 후, 그리고 다시 차량 수준에서 이러한 각 모드에서 테스트됩니다.

첫 번째로 조립된 암은 기능, 진동 및 전자기 테스트를 성공적으로 완료했으며 열 진공 테스트를 시작할 준비를 하고 있습니다. 두 번째 부문은 통합을 완료하고 올 가을 NRL에서 환경 테스트를 시작할 예정입니다.

RSGS는 장기적으로 궤도에 머물면서 기존 우주선의 문제가 발생할 때 이를 해결하도록 고안되었습니다. DARPA는 추가 도구 및 하드웨어를 사용하여 비행 중에 재공급할 수 있는 기능을 갖춘 RSGS를 설계하여 GEO에서 예상치 못한 문제나 새로운 문제를 해결할 수 있도록 했습니다.