ระบบบริการเคลื่อนที่


ระบบบริการเคลื่อนที่ ( MSS ) คือ ระบบ หุ่นยนต์บนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ถูกส่งขึ้นสู่ ISS ในปี 2001 และมีบทบาทสำคัญในการประกอบและบำรุงรักษาสถานี โดยทำหน้าที่เคลื่อนย้ายอุปกรณ์และเสบียงต่างๆ รอบสถานี สนับสนุนนักบินอวกาศที่ปฏิบัติงานในอวกาศ ให้บริการเครื่องมือและอุปกรณ์อื่นๆ ที่ติดตั้งอยู่บน ISS และใช้สำหรับการบำรุงรักษาภายนอก นักบินอวกาศจะได้รับการฝึกอบรมเฉพาะทางเพื่อปฏิบัติหน้าที่เหล่านี้ด้วยระบบต่างๆ ของ MSS
ระบบ MSS ประกอบด้วยส่วนประกอบสามส่วน:
- ระบบแขนกลควบคุมระยะไกลของสถานีอวกาศ (SSRMS) หรือที่รู้จักกันในชื่อCanadarm2
- ระบบฐานบริการระยะไกลเคลื่อนที่ (MBS)
- เครื่องมือควบคุมการเคลื่อนไหวที่คล่องแคล่วสำหรับวัตถุประสงค์พิเศษ ( SPDM หรือที่รู้จักกันในชื่อ"Dextre"หรือ"Canada hand" )
ระบบสามารถเคลื่อนที่ไปตามรางบนโครงสร้างโครงถักแบบบูรณาการบนรถเข็นขนส่งเคลื่อนที่ที่จัดหาโดยสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นที่ตั้งของระบบฐาน MRS ซอฟต์แวร์ควบคุมของระบบเขียนด้วยภาษาโปรแกรม Ada 95 [ 1 ]
MSS ได้รับการออกแบบและผลิตโดยMDA (เดิมเป็นแผนกต่างๆ ของ MacDonald Dettwiler Associates ที่ชื่อMDA Space Missions , MD Robotics และก่อนหน้านี้ชื่อ SPAR Aerospace) สำหรับการสนับสนุนขององค์การอวกาศแคนาดา ต่อสถานีอวกาศนานาชาติ
แขนกลแคนาดา2





แขนกล Canadarm2 หรือที่รู้จักอย่างเป็นทางการในชื่อระบบควบคุมระยะไกลของสถานีอวกาศ (Space Station Remote Manipulator Systemหรือ SSRMS) ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศพร้อมกับภารกิจSTS-100ในเดือนเมษายน ปี 2001 แขนกลรุ่นที่สองนี้เป็นรุ่นที่ใหญ่กว่าและทันสมัยกว่า แขน กล Canadarmรุ่นแรกที่ใช้กับกระสวยอวกาศ Canadarm2 มีความยาว17.6 เมตร (58 ฟุต)เมื่อยืดออกจนสุด และมีข้อต่อที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์เจ็ดจุด (ข้อต่อแบบ "ข้อศอก" ตรงกลาง และข้อต่อหมุนสามจุดที่ปลาย "ข้อมือ/ไหล่" แต่ละข้าง) มีมวล1,800 กิโลกรัม (4,000 ปอนด์)เส้นผ่านศูนย์กลาง35 เซนติเมตร (14 นิ้ว)และทำจากไทเทเนียม แขนกลนี้สามารถรับน้ำหนักบรรทุกขนาดใหญ่ได้ถึง116,000 กิโลกรัม (256,000 ปอนด์)และอาจช่วยในการเชื่อมต่อกระสวยอวกาศกับสถานีอวกาศได้ มันสามารถเคลื่อนย้ายตัวเองได้ และสามารถเคลื่อนที่แบบพลิกกลับไปมาเพื่อเข้าถึงส่วนต่างๆ ของสถานีอวกาศได้หลายส่วนด้วยการเคลื่อนไหวคล้ายหนอนในการเคลื่อนที่นี้ การเคลื่อนที่ถูกจำกัดเพียงแค่จำนวนอุปกรณ์จับยึดข้อมูลและพลังงาน (PDGF) บนสถานีเท่านั้น PDGF ที่ติดตั้งอยู่รอบสถานีจะจ่ายพลังงาน ข้อมูล และวิดีโอให้กับแขนกลผ่านทางตัวจับยึดปลายแขนกล (LEE) ทั้งสองตัว นอกจากนี้ แขนกลยังสามารถเคลื่อนที่ไปตามความยาวของโครงสร้างสถานีอวกาศได้ทั้งหมดโดยใช้ระบบฐานเคลื่อนที่ (Mobile Base System)
นอกจากจะเคลื่อนที่ไปรอบๆ สถานีแล้ว แขนกลนี้ยังสามารถเคลื่อนย้ายวัตถุใดๆ ก็ได้ที่มีอุปกรณ์จับยึดในการก่อสร้างสถานี แขนกลนี้ถูกใช้ในการเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนขนาดใหญ่ไปยังตำแหน่งที่ต้องการ นอกจากนี้ยังสามารถจับยึดยานอวกาศไร้คนขับ เช่นยานอวกาศ SpaceX Dragon , ยานอวกาศCygnusและยานขนส่ง H-II ของญี่ปุ่น (HTV) ซึ่งติดตั้งอุปกรณ์จับยึดมาตรฐานที่ Canadarm2 ใช้ในการจับยึดและเทียบท่ายานอวกาศ แขนกลนี้ยังใช้ในการปลดและปล่อยยานอวกาศหลังจากใช้งานเสร็จแล้วด้วย
ผู้ควบคุมบนยานจะมองเห็นสิ่งที่กำลังทำอยู่โดยดูจากหน้าจอ LCD ของสถานีทำงานหุ่นยนต์ (RWS) ทั้งสามจอ ระบบ MSS มี RWS สองชุด: ชุดหนึ่งอยู่ในโมดูลDestinyและอีกชุดหนึ่งอยู่ในCupolaโดยจะมีเพียง RWS เดียวเท่านั้นที่ควบคุม MSS ในแต่ละครั้ง RWS มีจอยสติ๊กควบคุมสองชุด: ชุดควบคุมการหมุน (RHC) และชุดควบคุมการเคลื่อนที่ (THC) นอกจากนี้ยังมีแผงแสดงผลและควบคุม (DCP) และแล็ปท็อประบบคอมพิวเตอร์พกพา (PCS) ด้วย
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาการปฏิบัติงานของหุ่นยนต์ส่วนใหญ่ถูกควบคุมจากระยะไกลโดยเจ้าหน้าที่ควบคุมการบินที่ศูนย์ควบคุมภารกิจคริสโตเฟอร์ ซี. คราฟต์ จูเนียร์หรือศูนย์อวกาศจอห์น เอช. แชปแมนขององค์การอวกาศแคนาดาเจ้าหน้าที่สามารถทำงานเป็นกะเพื่อให้บรรลุเป้าหมายได้อย่างยืดหยุ่นกว่าการทำงานโดยลูกเรือบนยานอวกาศ แม้ว่าจะช้ากว่าก็ตาม นักบินอวกาศจะใช้ในการปฏิบัติงานที่สำคัญต่อเวลา เช่น การจับยานอวกาศที่มาเยือน และกิจกรรมนอกยานอวกาศ ที่ได้รับการสนับสนุนจากหุ่น ยนต์
ก่อนวันที่ 12 พฤษภาคม 2021 ไม่นาน Canadarm2 ถูกเศษซากวงโคจรขนาดเล็กชน ทำให้ผ้าห่มกันความร้อนและแขนกลข้างหนึ่งเสียหาย[ 2 ]การทำงานดูเหมือนจะไม่ได้รับผลกระทบ[ 2 ]
แขนกล Canadarm 2 จะช่วยเชื่อมต่อ โมดูล สถานีอวกาศ Axiomเข้ากับISS ด้วย เช่น กัน [ 3 ] [ 4 ]
ตัวจับยึดปลายแขน


Canadarm2 มี LEE สองตัว ตัวหนึ่งอยู่ที่ปลายแต่ละด้าน LEE แต่ละตัวมีสายบ่วงสามเส้นสำหรับจับเพลา ของ อุปกรณ์จับยึด[ 5 ] LEE อีกตัวหนึ่งอยู่ที่หน่วย Payload ORU Accommodations (POA) ของระบบฐานเคลื่อนที่ LEE ของ POA ใช้สำหรับยึดส่วนประกอบขนาดใหญ่ของ ISS ไว้ชั่วคราว และอีกหนึ่งตัวอยู่ที่ Special Purpose Dexterous Manipulator (SPDM หรือที่รู้จักกันในชื่อ "Dextre" หรือ "Canada hand") มีการผลิตและใช้งาน LEE ทั้งหมดหกตัวในสถานที่ต่างๆ บน ISS
| หมายเลขลำดับ | ตำแหน่งเริ่มต้น | ตำแหน่งปัจจุบัน |
|---|---|---|
| 201 | ลี บี | พีโอเอ ลี |
| 202 | ลี เอ | พื้นดินที่จะได้รับการปรับปรุงใหม่สำหรับใช้เป็นพื้นที่สำรอง |
| 203 | พีโอเอ ลี | ลี เอ |
| 204 | อะไหล่สำรองถูกเก็บไว้ในELC1 | ลี บี |
| 205 | ดิน, พื้นที่ว่างเปล่า | อะไหล่สำรองถูกจัดเก็บไว้ภายนอกสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) |
| 301 | สปดีเอ็ม ลี | สปดีเอ็ม ลี |
เครื่องมือควบคุมการเคลื่อนไหวที่คล่องแคล่วสำหรับงานเฉพาะทาง
หุ่นยนต์แขนกลอเนกประสงค์ หรือ " Dextre " เป็นหุ่นยนต์สองแขนขนาดเล็กที่สามารถติดตั้งกับ Canadarm2, สถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) หรือระบบฐานเคลื่อนที่ (Mobile Base System) แขนและเครื่องมือไฟฟ้าของมันสามารถจัดการงานประกอบที่ละเอียดอ่อนและเปลี่ยนชิ้นส่วนทดแทนในวงโคจร (ORU) ซึ่งปัจจุบันนักบินอวกาศเป็นผู้รับผิดชอบระหว่างการเดินอวกาศ แม้ว่า Canadarm2 จะสามารถเคลื่อนที่ไปรอบๆ สถานีได้ในลักษณะ "การเคลื่อนที่แบบหนอนคืบคลาน" แต่ก็ไม่สามารถบรรทุกสิ่งใดๆ ไปด้วยได้หากไม่ได้ติดตั้ง Dextre การทดสอบได้ดำเนินการในห้องจำลองอวกาศของห้องปฏิบัติการ David Florida ขององค์การอวกาศแคนาดา ในเมืองออตตาวารัฐออนแทรีโอ หุ่นยนต์แขนกลนี้ถูกส่งไปยังสถานีอวกาศเมื่อวันที่ 11 มีนาคม 2551 ในภารกิจ STS- 123

ระบบฐานเคลื่อนที่

ระบบฐานบริการระยะไกลเคลื่อนที่ (MBS) เป็นแพลตฟอร์มฐานสำหรับแขนหุ่นยนต์ ระบบนี้ถูกเพิ่มเข้าไปในสถานีระหว่างภารกิจSTS-111ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2545 แพลตฟอร์มนี้วางอยู่บนMobile Transporter [ 6 ] (ติดตั้งในภารกิจ STS-110ออกแบบโดยNorthrop Grummanในเมืองคาร์ปินเทเรีย รัฐแคลิฟอร์เนีย ) ซึ่งช่วยให้สามารถเลื่อนไปตามรางบนโครงสร้างหลักของสถานีได้ ยาว 108 เมตร [ 7 ] Canadarm2 สามารถเคลื่อนย้ายได้ด้วยตัวเอง แต่ไม่สามารถบรรทุกสิ่งของได้ในเวลาเดียวกัน Dextre ไม่สามารถเคลื่อนย้ายได้ด้วยตัวเอง MBS ช่วยให้แขนหุ่นยนต์ทั้งสองสามารถเดินทางไปยังไซต์งานต่างๆ ตามโครงสร้างโครงถัก และก้าวออกไปจับยึดอุปกรณ์ยึดระหว่างทางได้ เมื่อCanadarm2และDextreติดอยู่กับ MBS จะมีมวลรวมกัน4,900 กิโลกรัม (10,800 ปอนด์ ) [ 8 ]เช่นเดียวกับCanadarm2มันถูกสร้างโดยMD Roboticsและมีอายุการใช้งานขั้นต่ำ 15 ปี[ 7 ] [ 9 ]
MBS ติดตั้งอุปกรณ์จับยึดข้อมูลพลังงานสี่ชุด ชุดละหนึ่งชุดที่มุมบนทั้งสี่ด้าน สามารถใช้เป็นฐานสำหรับหุ่นยนต์สองตัว ได้แก่ Canadarm2 และ Dextre รวมทั้งบรรทุกสัมภาระใดๆ ก็ได้ นอกจากนี้ MBS ยังมีตำแหน่งสำหรับติดสัมภาระสองแห่ง แห่งแรกคือPayload/Orbital Replacement Unit Accommodations (POA) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่มีลักษณะและการทำงานคล้ายกับLatching End Effectorsของ Canadarm2 สามารถใช้จอด จ่ายพลังงาน และควบคุมสัมภาระใดๆ ที่มีอุปกรณ์จับยึดได้ ในขณะที่ Canadarm2 ยังคงว่างเพื่อทำอย่างอื่น อีกตำแหน่งหนึ่งคือMBS Common Attachment System (MCAS) ซึ่งเป็นระบบยึดอีกประเภทหนึ่งที่ใช้สำหรับการทดลองทางวิทยาศาสตร์[ 10 ]
MBS ยังให้การสนับสนุนนักบินอวกาศระหว่างการปฏิบัติการนอกยานอวกาศมีพื้นที่สำหรับเก็บเครื่องมือและอุปกรณ์ ที่วางเท้า ราวจับ และจุดยึดสายรัดนิรภัย รวมถึงชุดประกอบกล้อง หากจำเป็น นักบินอวกาศยังสามารถ "ขี่" MBS ได้ในขณะที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงสุดประมาณ 1.5 เมตรต่อนาที[ 6 ]ด้านข้างของ MBS มีอุปกรณ์ช่วยในการเคลื่อนย้ายลูกเรือและอุปกรณ์ รถเข็นเหล่านี้วิ่งบนรางเดียวกันกับ MBS นักบินอวกาศจะขี่รถเข็นเหล่านี้ด้วยตนเองระหว่างการปฏิบัติการนอกยานอวกาศเพื่อขนส่งอุปกรณ์และอำนวยความสะดวกในการเคลื่อนที่ไปรอบๆ สถานี
ชุดประกอบบูม ISS ที่ได้รับการปรับปรุง
เมื่อวันที่ 27 พฤษภาคม 2554 ได้มีการติดตั้งแขน กลยาว 15 เมตร (50 ฟุต)พร้อมราวกันตกและกล้องตรวจสอบ ซึ่งติดอยู่กับปลายของแขนกล Canadarm2
- ระบบควบคุมระยะไกล (RMS) ของยานอวกาศกำลังยึดแขนกล OBSS บนภารกิจ STS-114
- นักบินอวกาศ สก็อตต์ พาราซินสกี (ขวามือ) กำลังใช้แขนกลของยานสำรวจอวกาศ OBSS เพื่อซ่อมแซมแผงโซลาร์เซลล์ระหว่างภารกิจ STS-120
หุ่นยนต์ ISS อื่นๆ
สถานีอวกาศได้รับแขนหุ่นยนต์ตัวที่สองระหว่างภารกิจ STS-124ซึ่งก็คือ ระบบควบคุมระยะไกล ของโมดูลทดลองของญี่ปุ่น (JEM-RMS) โดย JEM-RMS นั้นใช้เป็นหลักในการให้บริการสิ่งอำนวยความสะดวกภายนอกของ JEM นอกจากนี้ แขนหุ่นยนต์อีกตัวหนึ่ง คือแขนหุ่นยนต์ของยุโรป (ERA) ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศพร้อมกับ โมดูลห้องปฏิบัติการอเนกประสงค์ที่สร้างโดยรัสเซียเมื่อวันที่ 15 กรกฎาคม 2564
เดิมทีสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) เชื่อมต่อกับPirs และยังมีเครนขนส่งสินค้า Strelaสองตัว เครนตัวหนึ่งสามารถยืดออกไปจนถึงปลายสุดของZaryaได้ ส่วนอีกตัวสามารถยืดออกไปอีกด้านหนึ่งและไปถึงปลายสุดของZvezdaได้ เครนตัวแรกประกอบขึ้นในอวกาศระหว่างภารกิจ STS-96และSTS-101ส่วนเครนตัวที่สองถูกส่งขึ้นไปพร้อมกับ Pirs ต่อมาเครนทั้งสองถูกย้ายไปยังส่วนเชื่อมต่อPoiskและโมดูลZarya
รายชื่อเครน
| ชื่อ | หน่วยงานหรือบริษัท | ปล่อย |
|---|---|---|
| แขนกลแคนาดา 2 | องค์การอวกาศแคนาดา | 19 เมษายน 2544 |
| เด็กซ์เทร | องค์การอวกาศแคนาดา | วันที่ 11 มีนาคม พ.ศ. 2551 |
ดูเพิ่มเติม
- บริษัท MacDonald Dettwiler and Associates (MDA)ผู้ผลิต Canadarm2
- แขนกลแคนาดา (Canadianarm)ซึ่งใช้ในยานอวกาศสเปซชัตเติลออร์บิเตอร์
- แขนหุ่นยนต์ยุโรปแขนหุ่นยนต์ตัวที่สามที่ติดตั้งบนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS)
- ระบบควบคุมแขนกลระยะไกล (Remote Manipulator System) ที่ใช้ในโมดูลคิโบะ ของสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS)
- Dextreหรือที่รู้จักกันในชื่อ Special Purpose Dexterous Manipulator (SPDM) คือหุ่นยนต์ที่ใช้บนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS)
- สเตรลา (Strela)คือเครนที่ใช้บนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) เพื่อปฏิบัติภารกิจคล้ายกับระบบบริการเคลื่อนที่ (Mobile Servicing System)
อ่านเพิ่มเติม
- การขนย้ายด้วยหุ่นยนต์และส่วนต่อประสานสำหรับอุปกรณ์บรรทุกภายนอกของสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS)แผนภาพที่ดีของ SSRMS/Canadarm2 ปี 2014
ลิงก์ภายนอก
- การประกอบ ISS: แขนกล Canadarm2 และระบบบริการเคลื่อนที่
- ข้อมูลจากองค์การอวกาศแคนาดาเกี่ยวกับแขนกล Canadarm2
- วิดีโอแอนิเมชั่นบน YouTube แสดงการทำงานร่วมกันของระบบฐานเคลื่อนที่ (Mobile Base System), แขนกล Canadarm2 และหุ่นยนต์ Dextre
- แอนิเมชั่นบน YouTube แสดงภาพ Canadarm2 กำลังคืบคลานอยู่บนสถานี