L'entrée robotique de la DARPA

Nov 01, 2023

Aucune option n'existe pour le diagnostic visuel, les mises à niveau ou les réparations des composants d'un satellite.

Tous les tests au niveau des composants sont terminés dans le cadre du programme d'entretien robotique des satellites géosynchrones (RSGS) de la DARPA et la mission de démonstration en orbite est prévue pour un lancement en 2024.

L'objectif du RSGS est de permettre l'inspection et l'entretien des satellites en orbite terrestre géosynchrone (GEO), où des centaines de satellites assurent les communications, la météorologie, la sécurité nationale et d'autres fonctions vitales.

Actuellement, aucune option n'existe pour le diagnostic visuel, les mises à niveau ou les réparations des composants d'un satellite défectueux.

Pendant le reste de cette année, les ingénieurs termineront les tests du matériel et des logiciels robotiques de vol. L'intégration de la charge utile robotique avec le bus de l'engin spatial commencera en 2023, suivie des tests et de la vérification du système combiné.

Après son lancement en 2024, le véhicule hôte utilisera une propulsion électrique très efficace pour atteindre GEO. Après une période d'activités de vérification et d'étalonnage, le programme prévoit que les activités d'entretien des satellites en orbite commenceront en 2025.

"Nous cherchons à créer une capacité robotique adroite opérationnelle persistante en orbite terrestre géosynchrone", a déclaré Ana Saplan, responsable du programme RSGS au Bureau de la technologie tactique de la DARPA. "Cela permettra la réparation et la mise à niveau des satellites en orbite, prolongeant la durée de vie des satellites, élargissant les capacités des satellites existants, améliorant la résilience des engins spatiaux et améliorant la fiabilité de l'infrastructure spatiale américaine actuelle."

En 2020, la DARPA s'est associée à SpaceLogistics, une société de Northrop Grumman, pour fournir le bus de l'engin spatial, le lancement et les opérations de l'engin spatial intégré en échange de la possibilité d'utiliser la charge utile robotique pour fournir un service commercial une fois en orbite.

La DARPA finance le US Naval Research Laboratory (NRL) pour diriger le développement des capacités d'entretien robotique du RSGS. Le système en orbite fourni par DARPA comprendra deux bras robotiques, plusieurs outils robotiques, un équipement de vérification et d'étalonnage en orbite, des ports de rangement d'équipement, des caméras et un éclairage et des boîtiers avioniques associés exécutant un logiciel de vol de contrôle robotique avancé.

Chaque bras se compose de sept articulations à haute résistance et hautes performances ainsi que d'un entraînement d'outil. Les boîtiers avioniques fournissent des services d'alimentation, de données et de contrôle aux bras.

"Grâce à un partenariat public-privé, la DARPA contribuera à faire passer cette technologie de la démonstration à la capacité opérationnelle", a déclaré Saplan. "Bientôt, au lieu de reléguer les satellites à des débris spatiaux à cause d'une pièce cassée ou d'un manque de propulseur, notre robot mécanicien fera des 'appels de service' de réparation dans l'espace."

Les bras RSGS sont suffisamment robustes pour être entièrement testables en gravité terrestre. Peu, voire aucun, d'autres bras robotiques de vol spatial, passés ou en développement, répondent à ce critère de conception. Cette caractéristique unique est ce qui rend ce système d'entretien combiné singulièrement capable en orbite, ainsi qu'entièrement testable au sol.

Pour assurer la survie de RSGS pendant les contraintes de lancement et des années d'opérations dans l'environnement difficile de l'espace, la charge utile robotique RSGS et le bus fourni par le partenaire subiront des tests approfondis avant le lancement.

Les principaux tests incluent ceux des fonctionnalités de base, les contraintes de vibration simulant celles du lancement, les tests électromagnétiques pour s'assurer que les composants fonctionnent ensemble sans interférence et les expositions au vide thermique qui simulent les conditions de température et de vide extrêmes de l'environnement spatial.

Comme pour la plupart des systèmes spatiaux, le RSGS est testé dans chacun de ces modes au niveau du composant (par articulation ou boîtier), puis après assemblage du bras, et à nouveau au niveau du véhicule.

Le premier bras assemblé a terminé avec succès les tests fonctionnels, vibratoires et électromagnétiques, et se prépare à commencer les tests de vide thermique. Le deuxième bras termine son intégration et commencera les tests environnementaux cet automne au NRL.

RSGS est destiné à rester en orbite à long terme, résolvant les problèmes des engins spatiaux existants au fur et à mesure qu'ils surviennent. La DARPA a conçu le RSGS avec la possibilité de le réapprovisionner pendant le vol avec des outils et du matériel supplémentaires, lui permettant de résoudre des défis imprévus ou émergents en GEO.

Avec l'avènement de cette capacité robotique dans l'espace, une variété de nouveaux services deviendront possibles - du sauvetage d'un nouveau vaisseau spatial qui rencontre une anomalie de déploiement, à la mise à niveau de satellites plus anciens qui ont encore une durée de vie utile.

Avec RSGS, la DARPA établit la trajectoire d'une industrie de maintenance en orbite qui profite à la fois aux clients gouvernementaux et commerciaux.