전력 에너지 연구 부서, 전력 에너지 연구 부서 (Hiroyuki Yoshikawa)는 국립 고급 산업 과학 기술 연구소 (이하 "AIST")의 회장 인 전력 에너지 연구 사업부 (Electric Power Energy Research Division)는 바카라 사이트 로봇을 사용하여 위성 및 유리를 보존하는 "바카라 사이트 환경 보존 시스템"을위한 기본 기술을 공동으로 개발했습니다
이것은 로봇 바카라 사이트선 (Space Maintenance Robot)으로 로봇 바카라 사이트선 (Space Maintenance Robot)을 사용하고, 궤도에 많은 작은 위성을 조립하고, 미션이 끝날 때 위성을 수집하고 덤핑하여 공간 환경을 보호하고, 작은 위성을 통해 공간 인프라의 신뢰성을 향상시키고, 수명을 넓히는 로봇 바카라 사이트선 (Space Maintenance Robot)입니다 다재다능한 공간 로봇은 위성의 "크래들에게 무덤"의 수명을 전달하는 기술과 비교할 수 있습니다
현재, 지구 주변의 큰 궤도는 직경이 10cm 이상입니다잔해 (공간 쓰레기)약 9,000 명이지만 연간 300 명 증가 상대 속도는 약 10km/s이며 작은 조각조차도 바카라 사이트선에 상당한 손상을 줄 수 있습니다 잔해 사이의 충돌 체인, 미래의 바카라 사이트 활동을 위협하며 바카라 사이트 환경이 보호되어야하는 단계에 있다는 우려가 있습니다
반면, 정보 사회의 발전으로 인해 글로벌 개인 모바일 장치에 대한 고품질 정보 및 통신 및 고해상도 지구 관찰, 많은 수의 작은 위성을 사용하는 시스템이 사용될 것으로 예상됩니다 이러한 요청을 충족시키기 위해 잔해 수를 늘리지 않고 유지할 수있는 강력한 정보 인프라를 갖는 것이 바람직합니다 솔루션 중 하나로서, 우리는 바카라 사이트 로봇을 사용하여 위성, 궤도를 유지하고 바카라 사이트 환경 보존 시스템 "을 제안한"바카라 사이트 환경 보존 시스템 "을 제안했으며 바카라 사이트 로봇이 위성 및 궤도를 유지하고, 회복하고, 분해하고, 수집하고, 연구 한"바카라 사이트 환경 보존 시스템 "을 제안했습니다
이러한 시스템을 실현하기 위해서는 로봇으로 쉽게 조립하고 유지 관리하고 궤도에서 위성을 조립 및 캡처하고 비정상적인 위치를 진단하고, 수명을 유지하고 교체하고, 위성을 수집하고 궤도에서 버릴 수있는 새로운 유형의 작은 위성이 필요합니다 AIST는 세계에서 이러한 기술을 연구하고 개발 한 최초의 기술이며, 최근 어셈블리, 캡처, 미션 모듈 교체 및 분해 및 저장을 포함한 작은 위성에 대한 지상 시연 실험을 성공적으로 수행했습니다
앞으로 이러한 기술은 위성뿐만 아니라 전체 공간 시스템을 일회용에서 유지 보수 및 재생 유형으로 변화시킬 기본 기술로 발전 할 것으로 예상됩니다
정보 사회의 발전으로, 많은 수의 위성을 그룹으로 사용하는 시스템은 네트워크를 사용해야합니다 저 및 중간 고도 궤도의 커뮤니케이션 위성은 불편 함이없는 음성 통신을 제공하고, 통신 지연이 거의없고 통신력에 대한 감쇠가 거의 없기 때문에 우수한 글로벌 성, 이동성 및 휴대 성과의 통신을 제공함에 따라 주목을 끌고 있습니다iridium상용화되지 않았으며, IT 혁명이 진행됨에 따라 지구에 보완 된 고품질 정보 및 커뮤니케이션 네트워크가 바카라 사이트가 필수화 될 것으로 예상됩니다 또한 원격 감지 분야에서 낮은 고도의 네트워크 기반 지구 관찰은 고해상도 및 고주파 관측을 제공 할 것이므로 사용 범위는 자원 탐색에서 환경 모니터링으로 확장 될 것으로 예상되며, 향후 라이프 스타일 정보 및 기타 정보의 개인적 사용으로 진행될 것으로 예상됩니다 이들은 저렴한 서비스를 제공하는 인프라로 안정적인 서비스를 개발하기 위해서는 저가 및 중간 고도 궤도에 분포 된 수많은 작은 위성으로 구성되어야하지만, 이에 대한 유지 보수 시스템은 바람직하다
한편, 바카라 사이트 궤도에 더 이상 필요하지 않은 잔해물의 수는 급격히 증가하고 있으며, 상호 충돌로 인한 충돌 빈도의 증가와 파편의 빠른 재현에 대한 우려가 있으며, 바카라 사이트 환경은 보존이 필요한 단계에있다 앞서 언급 한 소규모 위성은 이러한 종류의 바카라 사이트 환경 보호와 호환되면서 구성되고 작동해야합니다 가능한 솔루션 중 하나는 로봇이 위성의 수명을 유지하고 연장하고 불필요한 위성을 수집하고 덤프하며 귀중한 위성 및 궤도 자원을 보존 할 수있는 "바카라 사이트 환경 보존 시스템"입니다
이 연구 그룹은 바카라 사이트에서 정밀 작업을 수행하는 로봇 공학에 대한 연구를 수행하고 있으며기술 테스트 위성 유형 VII세계 첫 번째정밀성 텔레로 보트와 같은 바카라 사이트 실험에 참여했습니다 이러한 결과를 고려하여 1997 년부터 바카라 사이트 폐기물을 억제하는 바카라 사이트 환경 보존 시스템과 위성의 궤도 유지를 통해 일회용 공간 시스템에서 재생 공간 시스템으로 전환하기위한 기본 기술을 실현하는 기술을 연구하고 있습니다 우리는 이제 작은 위성, "어셈블리", "캡처", "미션 모듈로의 전송"및 "분해 및 저장"을 포함한 주요 기술에 대한 지상 데모 실험을 성공적으로 수행했습니다
그림 1 은이 연구를 수행하기위한 참조 (템플릿)로 설정된 "바카라 사이트 환경 보존 시스템"의 개념을 보여줍니다 작은 위성은 모듈화되어 궤도를 쉽게 유지하고 운송의 단가 비용을 줄이고 분해 된 상태에서는 공급품과 함께 다양한 궤도 유지 보수 작업 장비 (공간 유지 보수 로봇)로 발사됩니다 이것들은 궤도에 로봇으로 조립됩니다 어셈블리 검사 후 시스템은 필요한 트랙에 배포 및 배포됩니다 궤도 유지 보수 작업자는 정기적으로 동일한 궤도 평면에 위치한 많은 위성을 검사합니다 필요한 경우 캡처하고 진단하고 실패한 모듈과 소비 가능한 모듈 (배터리, 추진제 등)을 교체하십시오 수명이 끝날 무렵, 위성은 수집, 분해, 저장, 궤도에서 옮겨지고 덤프됩니다 이런 식으로, 궤도 유지 보수 작업 장비는 요람에서 묘지까지 작은 위성을 돌보고 있습니다
[다른 조직에서는 로봇을 사용하여 파편 위성을 제거하려고 시도했지만,이 그룹은 세계 최초의 연구 기술로 로봇이 파편을 생성하지 않고 바카라 사이트 인프라에서 견고성을 제공하기 위해 위성 및 궤도를 보존하는 메커니즘을 갖도록 할 수 있습니다 】
이 시스템을 실현하기 위해 기존의 위성과 로봇에는 다른 접근 방식이 필요합니다 핵심은 로봇으로 조립하고 유지하기가 쉬운 위성 기술과 캡처 및 분해 할 수있는 로봇 궤도 유지 보수 작업 기계입니다 이 연구 결과의 주요 요점은 아래에 설명되어 있습니다
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그림 1 : 바카라 사이트 환경 보존 시스템에 대한 참조 미션
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[궤도 내 어셈블리 및 유지 보수와 호환되는 작은 위성]
기존의 위성은 복잡하며 로봇으로 조립 또는 유지 또는 분해 할 수 없습니다 따라서 위성 서브 시스템을 여러 간단한 모듈로 나누고 로봇을 사용하여 로봇을 사용하여 궤도로 조립하고 유지할 수있는 구조를 연구하는 데 로봇을 사용했습니다 여기서, 많은 수의 위성을 로딩하기위한 저장 용량뿐만 아니라 궤도의 조립, 검사, 유지 보수 및 분해를 고려할 때, 우리는 "버스 섹션", "미션 섹션 (다중)", "안테나"및 "태양 세포 패널"으로 모듈 식 위성의 구조적 모델을 개발했습니다 이것에 대한 가지 같은 방식 미션 모듈은 버스에 여러 모듈을 삽입 할 수 있도록 설계되어 커뮤니케이션 및 관찰을 포함한 다양한 미션에 대한 확장 성을 제공합니다 로봇으로 조립, 분해 및 교환을 용이하게하기 위해 각 모듈이 사용됩니다조합 방법은 두 가지 유형에 공통적입니다입니다 이러한 모듈 식 구조의 위성을 사용함으로써 VII 유형 기술 테스트 위성과 같이 비행 실적을 입증 한 로봇을 개선하여 궤도를 조립하고 유지할 수 있으므로 궤도에서 조립하고 유지할 수 있습니다
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그림 2 : 궤도 어셈블리 및 유지 보수에 사용할 수있는 작은 위성의 구조
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[트랙 유지 보수 작업 기계]
이 연구에서 궤도 유지 보수 작업 기계의 특성은 다음과 같습니다
(1) 시스템은 단순하고 자율적이며 운영을 포함한 전체 시스템의 비용을 줄이는 데 중점을 둡니다
(2) 위성 어셈블리 및 유지 보수 플랫폼으로 기능합니다 (공장 기능)
(3) 위성 검사 및 진단 플랫폼으로 기능합니다 (병원 기능)
(4) 위성을 추적하고 캡처 할 수있는 능력을 제공합니다
그림 3은 연구 모델의 개념적 다이어그램을 보여줍니다 궤도 유지 보수 작업 기계에 두 개의 로봇 시스템이 설치되고,로드 된 작은 위성을위한 버스 구조는 주위에 배치되며 유연한 안테나와 태양 전지 패널은 내부에 저장됩니다 로봇은 팔입니다end Effector・ 주요 구성 요소에는 스테레오 카메라, 회전 단계 및 다양한 진단 센서 및 컨트롤러가 포함됩니다 로봇은 회전 단계에서 위성을 설치하고 조립, 유지 보수 및 진단을위한 테이블로 사용합니다 작업은 로봇 암 중 하나에 의해 모니터링되고 검사됩니다 이번에 개발 된 연구 모델에는 직경이 약 22m 인 수십 kg 클래스의 6 개의 작은 위성이 장착되어 있지만 크기가 증가하면 더 많은 위성을 장착하고 유지할 수 있습니다
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그림 3 : 궤도 유지 보수 작업 기계 구성
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[로봇에 의한 위성의 조립, 유지 보수 및 분해]
위의 궤도 유지 보수 작업 기계의 연구 모델을 기반으로 위성을 자율 조립, 유지 관리 및 분해하는 기술을 개발했습니다 이러한 작업을 수행하는 데 주로 4 가지 기술 문제가 있으며 각 작업은 다음과 같이 해결되었습니다
(1) 자동화, 단순화 및 작업의 신뢰성
→로봇 친화적 인동일한 시스템 모듈 구조 및 하위 작업 공통화
(2) 길고 유연한 위성 구성 요소 (안테나, 태양 전지판 등)의 끝면의 정밀 피팅 및 삽입
→그로핑andWobling등휴리스틱기술 소개
(3) 조립 및 분해 프로세스 중 접힌 구조 (안테나, 태양 전지판 등)의 불확실성 위치
→ 마커 모양과 색조 정보를 사용하여 복잡한 배경에서도 인식 할 수 있습니다견고한이미지 측정
(4) 외부 공간으로의 모듈 방출 방지
→ 엔드 이펙터와 힘과 변위의 합리성 판단에 의해 여전히 잡히는 동안 모듈 커플 링 방법의 확인
로봇은 위성 모듈에서 마크를 검색하고 잡습니다 (보기 및 움직임) 그리고 인간처럼 모색하고 흔들리는 (그로핑 및 Wobbling)를 기본 전술로 사용하여 정밀 어셈블리의 동작을 결합하여 작업이 자율적으로 수행됩니다 어셈블리 시간은 약 45 분이며, 이는 위성이 저 지구 궤도에서 한 번 회전 할 때 조립된다는 사실에 해당합니다 무화과 4는 위성 조립 공정을 보여줍니다
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그림 4 : 로봇을 사용한 위성 어셈블리 (태양 전지판 설치 및 배치의 시력)
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[로봇 캡처 위성]
로봇으로 위성을 캡처하려면 대상 위성을 비행하고 접근하고 상대 위치와 태도를 감지하고 움직임을 따르는 동안 타이밍을 조정하고 위성에 부착 된 손잡이를 잡아야합니다 바카라 사이트 셔틀 조작기를 조종하는 바카라 사이트 비행사에 의해 안정적인 태도를 가진 위성의 캡처는 실패하고 불안정한 움직임을 겪고있는 위성이 포착되지 않았다 움직이는 위성을 캡처 할 때 부주의 한 접촉으로 인해 위성이 격퇴됩니다 따라서, 우리는 궤도 유지 보수 작업 장비의 비행 및 팔 이동과 같은 기술을 개발하고, 마크 (Marks)의 이미지 처리를 통해 목표 위치 및 자세를 추정하고, 팔을 대상으로 유연하게 따라 가고, 위치 오류가있을 때에도 핸들을 강력하게 관여시키는 손 메커니즘을 개발했습니다 여기,친숙한 메커니즘으로 그립퍼를 잡아캡처의 정확도를 향상시키기 위해 개발되었습니다 그림 5공기 바닥에서 제로 중력을 시뮬레이션| 궤도 유지 보수 작업자가 바카라 사이트에서 회전하는 위성을 어떻게 포착하는지 보여줍니다 실험은 1 분이되는 위성을 자율적으로 포착 할 수 있음을 확인했습니다 이러한 캡처 기술은 바카라 사이트 잔해 제거에도 적용될 수 있습니다
또한 캡처 그립퍼는 Tohoku University 및 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd
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그림 5 : 궤도 유지 보수 작업 장비를 사용한 모의 위성 캡처
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이 연구는 소규모 위성을 직접 대상으로하지만 공간 인프라 구축 기술, 전체 공간 시스템을 일회용에서 유지 보수 및 재생 유형으로 전환하는 기본 기술 및 바카라 사이트 시스템 비용을 줄이고 응용 프로그램을 개발하고 연구 결과를 전송하기 위해 노력할 기술을 포함합니다