試験完了後、静止衛星のロボット整備（RSGS）ペイロードは、2024 年 10 月 8 日にワシントン D.C. にある米国海軍研究所の海軍宇宙技術センターの極低温真空チャンバー内に常駐します。RSGS ペイロードは、軌道上に到達すると、静止軌道上の衛星の検査とサービスを行います。クレジット: 米国海軍、写真: サラ・ピーターソン
米国海軍研究所と DARPA は、軌道上の衛星にサービスを提供できるロボット ペイロードを開発しました。
このペイロードは、修理とアップグレードを実行するように設計されており、寿命を延ばし、衛星の保守に関連するコストを削減することで、衛星の運用に革命をもたらすことが期待されています。熱真空試験の成功とノースロップ・グラマンとの提携により、このプロジェクトは 2026 年の打ち上げに向けて準備が整い、回復力と適応性のある宇宙インフラの新時代への準備が整えられています。
宇宙運用の変革: NRL と DARPA のロボット革命
米国海軍研究所 (NRL) の海軍宇宙技術センター (NCST) は、国防高等研究計画局 (DARPA) と協力して、軌道上の衛星にサービスを提供するように設計された宇宙飛行に適したロボット スイートの開発に成功しました。このマイルストーンは10月8日に達成されました。
DARPA の資金提供により、NRL は静止衛星のロボット サービス (RSGS) 統合ロボット ペイロード (IRP) を開発しました。この画期的な技術は、宇宙船バスであるミッション ロボティクス ビークル (MRV) との統合のために、DARPA の商業パートナーであるノースロップ グラマンのスペースロジスティックスに引き継がれました。
Technology Service Corporation の宇宙ロボット工学および機構エンジニアである Steven Butcher 氏は、ワシントン D.C. にある米国海軍研究所の海軍宇宙技術センターの極低温真空チャンバーでのテストを完了した後、静止衛星のロボット整備 (RSGS) ペイロードの検査を行っています。 2024 年 10 月 4 日。軌道上に到達すると、RSGS ペイロードは静止軌道上の衛星を検査し、サービスを提供します。クレジット: 米国海軍、写真: サラ・ピーターソン
宇宙ロボット工学のマイルストーンと将来ビジョン
「熱真空試験の最近の完了は、近い将来軌道上でロボット整備能力を実証するというプログラムの目標の達成に向けた大きなマイルストーンとなる」とNRLの研究部長ブルース・ダンリー博士は述べた。 「ロボットペイロードに対するNRLの貢献は、静止軌道での衛星運用を変革し、衛星運用者のコストを削減し、今日の能力をはるかに超える能力を実現することを約束するこのビジョンを実現するために不可欠な部分です。実際、予想される機能は、国家安全保障と民間用途の両方にとって潜在的に革命的です。」
DARPA の RSGS プログラムのロボット ペイロード開発者として、NRL は将来を見据えて、画期的な衛星サービス機能の設計、構築、統合、テストを行いました。
「この提携により、商業衛星と政府衛星の両方に新たなサービスの機会が開かれ、通常の近接検査、軌道調整、ハードウェアのアップグレード、修理が可能になります」とNRL NCST宇宙船エンジニアリング部門の監督バーニー・ケルム氏は述べています。 「私たちは、あらゆるロボット制御を含む衛星整備業務を大幅に強化する、高度な宇宙飛行用ハードウェアとソフトウェアを開発しました。」
試験完了後、静止衛星のロボット整備（RSGS）ペイロードは、2024 年 10 月 8 日にワシントン DC にある米国海軍研究所の海軍宇宙技術センターの極低温真空チャンバー内に常駐します。RSGS ペイロードは、軌道上に到達すると、静止軌道上の衛星の検査とサービスを行います。クレジット: 米国海軍、写真: サラ・ピーターソン
衛星のサービスと運用の強化
地球上空約 32,000 マイルに位置する静止軌道上の衛星は、軍事、政府、商業通信、地球観測科学、国家安全保障サービスにとって極めて重要です。
現在、宇宙船は軌道上で修理やアップグレードができないこともあり、重大な課題に直面しています。サービスオプションの不足を補うために、衛星にはバックアップシステムや過剰な燃料が搭載されることが多く、その結果、複雑さ、重量、コストが増大します。このプロジェクトが成功すれば、衛星は新技術に基づいて軌道上でアップグレードを受け、耐用年数を延ばすことができるとケルム氏は付け加えた。
「軍は壊れた航空機、戦車、船舶、トラックを定期的に修理しています。私たちは航空機や船舶を最新のレーダー、コンピューター、エンジンでアップグレードしています」とNRLのロボット工学および自律システム担当上級科学者のグレン・ヘンショー博士は述べています。 「人工衛星は、私たちが購入する唯一の高価な機器であり、一度現場に設置されると修理やアップグレードができず、これには納税者のお金がかかります。 RSGS はこの状況を変えることを目的としています。私たちは、ロボットを使用してこれらの貴重な資産をアップグレードおよび修理できることを実証するつもりです。」
熱真空 (TVAC) 試験プロセス
テストキャンペーンでは、ロボットペイロードが軌道上および宇宙と同様の真空条件下で直面するであろう温度範囲全体でそのペースをテストしました。エンジニアは、アビオニクス、カメラ、ライトを含むペイロードのあらゆる側面をテストし、2 つのロボット アームのそれぞれで、ローンチ ロックの展開、校正、ツール交換などのすべての操作をデモンストレーションしました。このテストでは、SpaceWire 通信、ロボットのコンプライアンス、ビジュアル サーボ制御モードも検証されました。
「NRL のチーム RSGS は、この初のロボットによるサービス ペイロードを完成させるという目標に 10 年近くを費やしてきました」と NRL RSGS プログラム マネージャーのウィリアム ビンセント氏は述べています。 「IRP TVAC の完成は大きなマイルストーンであり、信じられないほどの献身的なスタッフのグループによる数え切れないほどの時間の作業を表しています。子どもを初めて大学に送り出すのと同じように、IRPをダレスに発送するのはほろ苦い経験です。」
衛星力学と宇宙船設計の未来
NRL は、RSGS プログラムを可能にするテクノロジーを成熟させるために 20 年以上取り組んできました。 RSGS は、価値ある商業衛星、民間衛星、国家安全保障衛星を安全かつ確実に修理およびアップグレードできるように設計されており、中には 10 億ドル以上かかるものもあります。近い将来、ロボット衛星の「メカニックス」は、新しい電子機器、推進力、センサー機能などのさまざまな機能をアップグレードすることで、衛星の耐用年数を延ばす可能性があります。 RSGS ロボットは、次の偉大な天文台、太陽光発電所、その他の革新的な新しいシステムを含む可能性のある軌道上に大規模な構造物を構築する前段階として、幅広いサービスを実証できる可能性があります。
「これが最終的に、よりモジュール化され、メンテナンスが容易な宇宙船につながることを願っています」とヘンショー氏は語った。
ノースロップ・グラマンのMRV宇宙船バスでの2026年の打ち上げが予定されているのに続き、ロボットペイロードは初期チェックアウトと校正を受け、その後の完全な運用保守ミッションが行われる予定です。
「我々は、RSGSが現在の米国の宇宙インフラに回復力を提供し、革新的な能力を備えた宇宙アーキテクチャの変革に向けた具体的な第一歩を踏み出すことを誇りを持って見守りたい」とヴィンセント氏は述べた。
#宇宙における衛星保守の変革