从卫星设计里学到更得电路设计知识

自太空时代开始以来发射的大约5000颗卫星中，现在只有1000颗卫星在运行。那是因为当卫星断裂或耗尽燃料时，它们就会被扔掉。作为美国宇航局卫星服务能力办公室的副项目经理，本杰明·里德领导一个团队致力于创造一个重复使用，组装和时代的时代。服务以获得更多的卫星，周四在ESC波士顿，他制定了实现这一目标的计划。

费用向太空发射物体是卫星设计方式的主要因素。中位卫星的建造成本约为2.5亿美元，几乎是发射的一半，因此每一颗卫星都经过精心设计，非常可靠，需要数年才能建成。这也需要付出代价。“每一颗卫星在它发射的那一天都在技术上已经过时，”里德说。 “进入太空的范例推动了我们建造卫星的方式。”哈勃太空望远镜于1990年4月24日发射，是独一无二的，因为它是唯一一个专门用于维修的卫星。 1993年，宇航员能够修理镜子并安装新仪器。“我们使用维修作为力量倍增器，从最初的发射中获得更多价值，”里德说。

哈勃服务的成功导致了创建Reed的团队，其任务是设计机器人以服务其他卫星。他们现在致力于技术，以延长生命，升级和组装太空中的卫星。

“我们正在寻找的政变技术是组装卫星的能力，这是一个足以在另一个上找到生命的天文台。行星，“里德说。”Restore-L服务商是SSCO愿景的产物，它将于2019年启动，为NASA的Landsat 7地球观测卫星提供服务。

“[Landsat] 7耗尽燃料，可能不会持续到Landsat 9发射，所以我们将把它作为我们第一次服务任务的候选人，“里德说。”

艺术家的Restore-L概念接近Landsat 7

该任务有五项主要技术：相关导航系统，航空电子设备，机器人手臂和软件，工具驱动系统和工具以及推进剂运输系统。它还将面临一系列独特的挑战，包括追踪16,500英里每小时的太空卫星以及机动服务员与它会合。“自主交会部分难以置信，”里德说。 “我们需要在三个自由度上匹配它的速率，但我们需要在三个自由度上匹配它的方向，所以这是一个六自由度问题。”下一个障碍将是自主抓取部分，它将使用具有七个自由度的机器人手臂来抓住卫星。由于卫星并非设计用于服务，因此它没有明显的部分可以抓取，因为它主要覆盖在保护毯和天线中。然后加油部分涉及切割毯子和电线，并从地面机械地移除盖帽。

“这实际上很容易就是加油，”里德说。 “仍然很难，但相对于前两个，它并不是让我失去头发的原因。”

会合系统和机器人手臂依赖于SpaceCube，这是一种横切式，飞行中可重新配置的基于Virtex-5的混合计算环境。还有一个摄像机定位系统将提供来自服务商的视频。

“宇航员告诉我们他们看到了什么真是难以置信的宝贵，不可能用机器人取代，但我们仍然需要视频来看看发生了什么，”说Reed。

正在地面和国际空间站进行测试和开发，团队可以使用机器人手臂。 “我们只是在空间站上发射工具和其他一些小东西并练习便士，花费一美元就可以完成自由飞行任务的工作，”里德说。美国国家航空航天局将启动Raven自动跟踪来自和前往空间站的所有来访车辆，以展示Restore-L将需要的实时相对导航技术。

除了卫星之外，人类探索任务可能是另一个领域服务和机器人可以提供帮助。

“我不知道在火星之旅中会有什么破坏，但有些事情会发生，”里德说。 “你不能发动足够的东西来飞行所有物品的备件，所以你可以驾驶维修和更换的能力，而不是每当有什么东西出现在太空行走修理它的时候就把宇航员送到户外，不是吗?如果我们能将它们放在安全的地方并且让机器人在外面进行维修，我会很高兴吗?