Entrada robótica de DARPA

Nov 01, 2023

No existen opciones para el diagnóstico visual, actualizaciones o reparaciones de los componentes de un satélite.

Todas las pruebas a nivel de componentes están completas en el programa de Servicio Robótico de Satélites Geosincrónicos (RSGS) de DARPA y la misión de demostración en órbita está programada para su lanzamiento en 2024.

El objetivo de RSGS es permitir la inspección y el servicio de satélites en órbita terrestre geosincrónica (GEO), donde cientos de satélites brindan comunicaciones, meteorología, seguridad nacional y otras funciones vitales.

Actualmente, no existen opciones para el diagnóstico visual, actualizaciones o reparaciones de los componentes de un satélite que no funciona correctamente.

Durante el resto de este año, los ingenieros completarán las pruebas del hardware y software de la robótica de vuelo. La integración de la carga útil robótica con el autobús de la nave espacial comenzará en 2023, seguida de pruebas y verificación del sistema combinado.

Después del lanzamiento en 2024, el vehículo anfitrión utilizará propulsión eléctrica altamente eficiente para ascender a GEO. Luego de un período de actividades de verificación y calibración, el programa anticipa que las actividades de servicio satelital en órbita comenzarán en 2025.

"Buscamos crear una capacidad robótica persistente y operativa en la órbita terrestre geosíncrona", dijo Ana Saplan, gerente del programa RSGS en la Oficina de Tecnología Táctica de DARPA. "Esto permitirá la reparación y actualización de satélites en órbita, extendiendo la vida útil de los satélites, ampliando las capacidades de los satélites existentes, mejorando la resiliencia de las naves espaciales y mejorando la confiabilidad de la infraestructura espacial actual de EE. UU.".

En 2020, DARPA se asoció con SpaceLogistics, una empresa de Northrop Grumman, para proporcionar el autobús de la nave espacial, el lanzamiento y las operaciones de la nave espacial integrada a cambio de la capacidad de utilizar la carga útil robótica para brindar servicios comerciales una vez en órbita.

DARPA está financiando el Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. (NRL) para liderar el desarrollo de las capacidades de servicio robótico RSGS. El sistema en órbita que proporciona DARPA incluirá dos brazos robóticos, múltiples herramientas robóticas, equipo de verificación y calibración en órbita, puertos de almacenamiento de equipos, cámaras e iluminación y cajas de aviónica asociadas que ejecutan software de vuelo de control robótico avanzado.

Cada brazo consta de siete juntas de alta resistencia y alto rendimiento, así como de un accionamiento de herramientas. Las cajas de aviónica brindan servicios de energía, datos y control a los brazos.

"A través de una asociación público-privada, DARPA ayudará a impulsar esta tecnología desde la demostración hasta la capacidad operativa", dijo Saplan. "Pronto, en lugar de relegar los satélites a la basura espacial debido a una pieza rota o falta de propulsor, nuestro mecánico de robots estará haciendo 'llamadas de servicio' de reparación en el espacio".

Los brazos RSGS son lo suficientemente robustos como para ser completamente comprobables en la gravedad terrestre. Pocos brazos robóticos para vuelos espaciales, si es que hay alguno, ya sea en el pasado o en desarrollo, cumplen con este criterio de diseño. Esta característica única es lo que hace que este sistema de servicio combinado sea singularmente capaz en órbita, así como comprobable en tierra.

Para garantizar la supervivencia de RSGS durante las tensiones de lanzamiento y años de operaciones en el duro entorno espacial, tanto la carga útil robótica de RSGS como el autobús proporcionado por el socio se someterán a pruebas exhaustivas antes del lanzamiento.

Las pruebas principales incluyen las de funcionalidad básica, tensiones de vibración que simulan las del lanzamiento, pruebas electromagnéticas para garantizar que los componentes funcionen juntos sin interferencias y exposiciones de vacío térmico que simulan las condiciones extremas de temperatura y vacío del entorno espacial.

Al igual que con la mayoría de los sistemas espaciales, RSGS se prueba en cada uno de estos modos a nivel de componente (por junta o caja), luego después del ensamblaje del brazo y nuevamente a nivel de vehículo.

El primer brazo ensamblado completó con éxito las pruebas funcionales, de vibración y electromagnéticas, y se está preparando para comenzar las pruebas de vacío térmico. El segundo brazo está completando la integración y comenzará las pruebas ambientales este otoño en NRL.

RSGS está destinado a permanecer en órbita a largo plazo, resolviendo problemas en las naves espaciales existentes a medida que surjan. DARPA diseñó RSGS con la capacidad de reabastecerlo durante el vuelo con herramientas y hardware adicionales, lo que le permite resolver desafíos imprevistos o emergentes en GEO.

Con el advenimiento de esta capacidad robótica en el espacio, será posible una variedad de nuevos servicios, desde el rescate de una nueva nave espacial que encuentra una anomalía en el despliegue, hasta la actualización de satélites más antiguos que aún tienen vida útil.

Con RSGS, DARPA está estableciendo la trayectoria de una industria de servicios en órbita que beneficia tanto a clientes gubernamentales como comerciales.