Avaruusteknologia kehittyy ennennäkemättömästi USA:ssa

Vuodelle 2025 suunnitellussa tehtävässä geostationaarisella kiertoradalla noin 35 000 kilometrin korkeudella maasta robottisatelliitti kohtaa sotilassatelliitin ja yrittää kiinnittää siihen uuden kuvantamissensorin.

Huoltoalus, joka on varustettu Puolustusministeriön kehittyneiden tutkimusprojektien viraston (DARPA) ja Merivoimien tutkimuslaboratorion kehittämällä robottikädellä, pyrkii liittämään sensorilaitteen satelliitin laukaisuadapterin renkaaseen. Tämä rengas, joka alun perin yhdisti satelliitin rakettiin laukaisun aikana, toimii kiinnityspisteenä startup-yritys Katalyst Space Technologiesin kehittämälle elektro-optiselle kuvantamissensorille.

Vaikka konsepti on yksinkertainen, useiden tonnien painoisen satelliitin herkän laitteiston päivittäminen on valtava teknologinen haaste, joka on vaatinut vuosien kehitystyötä, kertoi Katalyst Spacen toimitusjohtaja Ghonhee Lee SpaceNewsille.

Startupit menestyvät

Satelliitin päivitysprojektia johtaa Defense Innovation Unit (DIU), joka valitsi vuonna 2022 Kaliforniaan sijoittuneen startup-yrityksen Motiv Space Systems prototyypin kehittämiseen “Modularity for Space Systems” -ohjelmaansa varten. DIU laajensi sopimusta tammikuussa 2024 sisällyttämällä siihen Arizonassa toimivan Katalyst Spacen.

Mission Robotics Vehicle (MRV), joka suorittaa tehtävän, rakennetaan Northrop Grummanin tytäryhtiö SpaceLogisticsin toimesta. Yhtiö varustaa ajoneuvon kahdella robottikädellä, jotka on suunniteltu NRL:n (Naval Research Laboratory) toimesta DARPA:n rahoituksella.

Avaruusrobotiikan asiantuntemuksestaan tunnettu Motiv Space tarjoaa teknistä tukea hankkeelle. Katalyst Space, joka on erikoistunut kiertoradalla tapahtuvaan huoltoteknologiaan, suunnitteli “avaruusalueen tietoisuus” -sensorin, joka antaa satelliitille paremman näkyvyyden ympäristöönsä GEO-vyöhykkeellä. Tämä alue on erityisen tärkeä sotilaalliselle viestinnälle ja tiedustelusatelliiteille.

Katalyst toimittaa myös “jälkikiinnitysjärjestelmän,” joka helpottaa hyötykuorman kiinnittämistä satelliitteihin, joita ei ole alun perin valmisteltu tätä varten. Lee selitti, että jälkiasennusjärjestelmän avulla hyötykuorma voidaan asentaa satelliitin olemassa olevaan laukaisuadapterin renkaaseen.

“Useimmilla geosynkronisella kiertoradalla olevilla satelliiteilla on nämä renkaat, joita alun perin käytettiin raketin liittämiseen laukaisun aikana,” hän sanoi. “Vuoden 2025 tehtävä on ensimmäinen yritys asentaa uusi hyötykuorma satelliittiin kiinnittämällä se laukaisuadapterin renkaaseen.”

Merivoimien tutkimuslaboratorio (Naval Research Laboratory) testaa hyötykuorman varmistaakseen, että se voidaan asentaa NRL:n suunnittelemalla robottikädellä, Lee kertoi. Katalystin on myös tehtävä jälkiasennusjärjestelmä kestämään avaruuslentojen olosuhteet.

Kaupallisen teknologian hyödyntäminen

DIU:n Modularity for Space Systems -projekti pyrkii yhdistämään kaupallisia teknologioita sotilaallisiin tarpeisiin kiertoradalla tapahtuvia huoltopalveluita varten. “Yhdysvaltain hallitus hallinnoi ikääntyvää satelliittilaivastoa, jossa joissakin tapauksissa järjestelmät toimivat huomattavasti suositeltua käyttöikää pidempään,” DIU totesi. “Laukaisun jälkeinen huollettavuus ei historiallisesti ole osoittautunut luotettavaksi tai kustannustehokkaaksi.”

MRV (Mission Robotics Vehicle) on kaupallinen ajoneuvo, jota SpaceLogistics käyttää asiakassatelliittien huoltoon. Yhtiö allekirjoitti vuonna 2020 yhteistyösopimuksen DARPA:n kanssa, joka mahdollistaa robottikäsivarsien käyttöönoton MRV:ssä. Laukaisun jälkeen MRV on suunniteltu pysymään kiertoradalla 10 vuoden ajan ja siirtymään avaruudessa huoltotehtävästä toiseen.

Anturisensorin päivitysmission sotilaallinen asiakas on Space Forcen Delta 11 -yksikkö, joka suorittaa harjoituksia ja sotapelejä. Pentagonin Test Resource Management Center rahoitti projektia yhdessä DIU:n kanssa.

Delta 11 käyttää maapohjaisia sensoreita GEO-radan seuraamiseen ja kiertoratamanööverien harjoitteluun, mutta avaruudessa oleva sensorisatelliitti antaa yksikölle operatiivisesti edustavamman kiertorataympäristön harjoitella ja valmistautua kiertoratasodankäyntiin, sanoi majuri William Westcott, Delta 11:n 98. avaruusalueen laivueen operaatiojohtaja.

“Jo olemassa olevien satelliittien päivittäminen on uusi kyky, joka antaa meille joustavuutta vastata tehtäviimme” hän sanoi.