Канадарм -Canadarm

Система удаленного манипулятора Shuttle
Канадарм 1 - STS-72.jpg
Канадарм (справа) во время миссии космического корабля "Шаттл" STS-72
Оператор НАСА
Производитель Спар Аэроспейс
Тип инструмента роботизированная рука
Веб-сайт www .asc-csa .gc .ca /eng /canadarm /default .asp
Характеристики
масса
Габаритные размеры 1520 см × 38 см (598 дюймов × 15 дюймов)
Номер запущен 5
Космический корабль-хозяин
Космический корабль Космический шатл
Оператор НАСА
Стартовый сайт Кеннеди LC-39

Canadarm или Canadarm1 (официально Shuttle Remote Manipulator System или SRMS , также SSRMS ) представляет собой серию роботизированных манипуляторов , которые использовались на орбитальных кораблях шаттлов для развертывания, маневрирования и захвата полезной нагрузки . После катастрофы космического корабля " Колумбия " Canadarm всегда работал в паре с системой датчиков стрелы орбитального корабля (OBSS), которая использовалась для осмотра внешней части шаттла на наличие повреждений системы тепловой защиты .

Разработка

Реплика Canadarm в натуральную величину в Еврокосмическом центре в Бельгии.

В 1969 году Канада была приглашена Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) для участия в программе « Спейс шаттл» . В то время еще не было решено, что повлечет за собой это участие, но система манипуляторов была определена как важный компонент. Канадская компания DSMA ATCON разработала робота для загрузки топлива в ядерные реакторы CANDU ; этот робот привлек внимание НАСА. В 1975 году НАСА и Канадский национальный исследовательский совет (NRC) подписали меморандум о взаимопонимании, согласно которому Канада будет разрабатывать и строить Canadarm.

NRC заключила контракт на поставку манипулятора с компанией Spar Aerospace (теперь MDA ). В рамках этого контракта на проектирование, разработку, испытания и оценку были построены три системы: инженерная модель для помощи в проектировании и тестировании Canadarm, квалификационная модель, которая была подвергнута экологическим испытаниям для квалификации конструкции для использования в космосе, и летная модель. Ед. изм.

Рабочий орган

Энтони «Тони» Зубжицки, инженер-конструктор DSMA ATCON, будучи прикомандированным к SPAR, разработал концепцию эффектора Canadarm End Effector, вдохновленную эластичной лентой вокруг его пальцев. Зубжицкий официально представил эту концепцию официальным лицам НАСА. Фрэнк Ми, глава лаборатории разработки механических устройств SPAR, построил прототип концевого эффектора на основе концепции Тони, и SPAR считает его изобретателем концевого эффектора Canadarm. Трехпроводная конструкция кроссовера победила механизмы, похожие на когти, и другие, такие как модель диафрагмы камеры, которые рассматривались.

Элементы управления и программное обеспечение

Основные алгоритмы управления были разработаны SPAR и субподрядчиком Dynacon Inc. из Торонто . CAE Electronics Ltd. в Монреале предоставила дисплей и панель управления, а также ручные контроллеры, расположенные в кормовой части кабины экипажа шаттла. Другие электронные интерфейсы, сервоусилители и стабилизаторы напряжения, установленные на Canadarm, были спроектированы и изготовлены SPAR на своем заводе в Монреале. Графитовый композитный стержень, обеспечивающий структурное соединение между плечом и локтевым суставом, и аналогичный стержень, соединяющий локоть с запястьем, были произведены компанией General Dynamics в США . Компания Dilworth, Secord, Meagher and Associates, Ltd. в Торонто получила контракт на производство концевого эффектора инженерной модели, после чего SPAR усовершенствовала конструкцию и произвела квалификационные и летные модули. Программное обеспечение для полета космического корабля "Шаттл", которое отслеживает и управляет Canadarm, было разработано в Хьюстоне , штат Техас , Федеральным системным подразделением IBM . Подразделение космических транспортных систем Rockwell International спроектировало, разработало, испытало и построило системы, используемые для крепления Canadarm к отсеку полезной нагрузки орбитального корабля.

Церемония приема в НАСА прошла в отделе RMS Spar в Торонто 11 февраля 1981 года. Здесь Ларкин Кервин , тогдашний глава NRC, дал SRMS неофициальное название Canadarm.

Первый Canadarm был доставлен в НАСА в апреле 1981 года. Астронавт Джудит Резник разработала программное обеспечение НАСА и бортовые рабочие процедуры для системы. Всего было построено и доставлено НАСА пять рук — №№ 201, 202, 301, 302 и 303. Рука 302 была потеряна в результате аварии « Челленджера» .

Дизайн и возможности

История Масгрейв , стоя на якоре на конце Канадарма, готовится к подъему на вершину космического телескопа Хаббла во время STS-61 .

Первоначальный Canadarm был способен размещать в космосе полезную нагрузку весом до 65 000 фунтов (29 000 кг). В середине 1990-х система управления манипулятором была переработана, чтобы увеличить грузоподъемность до 586 000 фунтов (266 000 кг) для поддержки операций по сборке космической станции. Несмотря на то, что они могут маневрировать полезными нагрузками с массой загруженного автобуса в космосе, двигатели руки не могут поднимать собственный вес руки, когда она находится на земле. Поэтому НАСА разработало модель руки для использования в своем учебном центре в Космическом центре имени Джонсона, расположенном в Хьюстоне , штат Техас . Canadarm также может извлекать, ремонтировать и развертывать спутники, предоставлять мобильную удлинительную лестницу для членов экипажа, работающего в открытом космосе , для рабочих станций или ограничителей для ног, а также использоваться в качестве средства проверки, позволяющего членам летного экипажа просматривать поверхности орбитального аппарата или полезной нагрузки. телекамера на Canadarm.

Базовая конфигурация Canadarm состоит из манипулятора, дисплея и панели управления Canadarm, включая ручные контроллеры вращения и поступательного движения на станции летного экипажа в кормовой части кабины экипажа орбитального корабля, и интерфейсного блока контроллера манипулятора, который взаимодействует с компьютером орбитального аппарата. Один член экипажа управляет Canadarm с поста управления в кормовой кабине экипажа, а второй член экипажа обычно помогает с работой телекамеры. Это позволяет оператору Canadarm наблюдать за операциями Canadarm через полезную нагрузку в кормовой кабине экипажа и верхние окна, а также через телевизионные мониторы с замкнутым контуром на кормовой станции кабины экипажа.

Canadarm оснащен механизмом на основе взрывчатого вещества, позволяющим выбросить руку за борт. Эта система безопасности позволила бы закрыть двери грузового отсека орбитального корабля в случае отказа стрелы в выдвинутом положении и невозможности ее втягивания.

Canadarm имеет длину 15,2 метра (50 футов) и диаметр 38 сантиметров (15 дюймов) с шестью степенями свободы . Он весит 410 кг (900 фунтов) сам по себе и 450 кг (990 фунтов) как часть всей системы. Canadarm имеет шесть суставов, которые примерно соответствуют суставам человеческой руки, с плечевыми суставами рыскания и тангажа, локтевым суставом тангажа и суставами тангажа, рыскания и вращения запястья. Концевой эффектор — это устройство на конце запястья, которое захватывает приспособление для захвата полезной нагрузки . Два легких сегмента стрелы называются верхним и нижним рычагами. Верхняя стрела соединяет плечевой и локтевой суставы, а нижняя стрела соединяет локтевой и лучезапястный суставы.

История обслуживания

Питер Дж. К. Висофф на конце руки, 1993 г.
Canadarm2 движется к секции фермы P5, удерживаемой компанией Discovery Canadarm , в рамках подготовки к передаче во время STS-116 .

Имитация Canadarm, установленная на Space Shuttle Enterprise , была замечена, когда двери отсека полезной нагрузки прототипа орбитального корабля были открыты для тестирования ангарных сооружений в начале программы Space Shuttle. Впервые Canadarm был испытан на орбите в 1981 году в рамках миссии STS-2 космического корабля " Колумбия " . Его первое оперативное использование было на STS-3 для развертывания и маневрирования пакета диагностики плазмы. С тех пор Canadarm совершил более 90 миссий со всеми пятью орбитальными аппаратами.

После установки Canadarm2 на Международной космической станции (МКС) два рычага использовались для передачи сегментов станции для сборки от Canadarm орбитального корабля до Canadarm2; использование обоих элементов в тандеме получило в СМИ прозвище «канадское рукопожатие».

Уход на пенсию

90-я и последняя миссия шаттла Canadarm состоялась в июле 2011 года на STS-135 , доставив Raffaello MPLM на МКС и обратно. Он выставлен вместе с Атлантидой в комплексе посетителей Космического центра Кеннеди . Canadarm Discovery выставлен рядом с ним в Центре Удвар-Хейзи Национального музея авиации и космонавтики . Endeavour оставил свой OBSS на Международной космической станции в рамках своей последней миссии , в то время как его Canadarm изначально собирались выставить в штаб-квартире Канадского космического агентства (CSA). Однако Canadarm компании Endeavor сейчас находится в постоянной экспозиции Канадского музея авиации и космонавтики в Оттаве . Последний из Canadarms, совершивший полет в космос, SRMS, запущенный на борту Atlantis на STS-135 в июле 2011 года, был отправлен в Космический центр имени Джонсона НАСА в Хьюстоне для инженерных исследований и возможного повторного использования в будущей миссии.

Производные

Канадарм2

Основанный на Canadarm1, более крупный Canadarm2 используется для причаливания ферм, причаливания коммерческих транспортных средств и осмотра всей Международной космической станции .

Канадаrm3

Меньший по размеру Canadarm3 будет использоваться для швартовки модулей и осмотра Лунных ворот .

В популярных СМИ

  • 13 ноября 2012 г. Google Canada разместила дудл на своей домашней странице поиска, чтобы отпраздновать 31-ю годовщину первого использования Canadarm в космосе.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки