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Aug 30, 2023

Primeiro protótipo de pesquisa da USC é lançado para testes na Estação Espacial Internacional

CLINGERS, um sistema de ancoragem exclusivo, foi projetado para facilitar a detecção e a ancoragem

O CLINGERS, um sistema de ancoragem exclusivo, foi projetado para facilitar as operações de detecção e ancoragem no espaço.

Alunos da USC constroem e testam o experimento CLINGERS antes que ele voe para o espaço. Na foto da esquerda: Sami Haq, Henry Adam, Shobhita Rajashekar, Julia Schatz, Adarsh ​​Rajguru

Em 5 de junho, um foguete Falcon 9 foi lançado da Estação Espacial de Cabo Canaveral, na Flórida, com uma carga muito especial: CLINGERS, o primeiro protótipo de pesquisa experimental da USC a ser testado a bordo da Estação Espacial Internacional.

O CLING é um sistema de acoplamento originalmente patenteado por Berok Khoshnevis, Louise L. Dunn Professorado em Engenharia e Professor Distinto de Engenharia Civil e Ambiental, Astronáutica e Engenharia Aeroespacial e Mecânica.

Hardware de teste para o experimento CLINGERS

O mecanismo foi inicialmente planejado para robôs terrestres, mas sua aplicabilidade para a astronáutica logo ficou clara. Como um sistema de acoplamento mecânico sem gênero que pode ser conectado a qualquer tipo de veículo ou plataforma para fazer uma conexão automática, o CLING pode ser usado para facilitar o encontro e as operações de proximidade no espaço. Esta é uma área chave de pesquisa de particular interesse para o USC Space Engineering Research Center, dirigido por David Barnhart.

Barnhart, o principal investigador do projeto de pesquisa, liderou uma equipe de candidatos a doutorado e alunos de pós-graduação, graduação e ensino médio para desenvolver um sistema que mescla duas funções envolvidas no acoplamento autônomo. Primeiro, a capacidade de sentir o alcance e o rumo de um objeto de destino. Em segundo lugar, o ato de fazer a conexão física.

CLING significa "Compliant Low-Profile Independent Non-Protruding Genderless System". Adicione "Sensores de Encontro Eletrônico" e você terá CLINGERS. Essa natureza dupla dos componentes de acoplamento significa que o hardware CLINGERS idêntico pode ser localizado em espaçonaves separadas para permitir detecção simplificada e acoplamento eficiente. Aplicações potenciais incluem transferência de dados, reabastecimento de espaçonaves ou montagem de máquinas de diferentes partes.

"Ao ser selecionado para testes na ISS, o CLINGERS transcende o 'vale da morte' ao qual toda pesquisa está sujeita", disse Barnhart. "A capacidade de demonstrar os resultados aplicáveis ​​da pesquisa inicial é crucial para fazer a transição para a aceitação e uso reais da indústria, uma prioridade máxima para o SERC."

Uma vez a bordo da ISS, os CLINGERS serão acoplados ao seu hospedeiro, Astrobee (uma plataforma flutuante desenvolvida pelo NASA Ames Research Lab), projetada para ajudar astronautas e pesquisadores a operar dentro da ISS. Se você está imaginando um dispositivo semelhante a uma abelha pairando e ajudando na colméia da ISS - você não está longe. Dois CLINGERS serão afixados em Astrobees separados e testados para realizar vários procedimentos de encaixe e captura.

Dois dos alunos líderes do projeto, Henry Adam, que estava envolvido no desenvolvimento de software, e Haley Topper, que gerenciava a integração e os testes de hardware, estão fazendo estágios de verão no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (JPL). Depois de terem ganhado suas listras em CLINGERS, muito pouco pode perturbá-los.

Patch de missão CLINGERS

“Para sentir onde uma unidade CLINGERS está em relação a outra, usamos o que é chamado de perspectiva e algoritmo de ponto”, explicou Adam, estudante de graduação em Engenharia Astronáutica. "Câmeras em uma unidade detectam LEDs na outra unidade, identificando a distância e o ângulo exatos. CLINGERS envia essas informações para o Astrobee para que ele possa se mover para esse destino. O processo se repete até perto o suficiente para atracar. Isso é o sucesso do experimento." Os algoritmos foram aperfeiçoados por um USC Ph.D. candidato Adarsh ​​Rajguru, aluno de graduação Sami Haq e dois alunos do ensino médio, Ezra Eyre e Melodie Ebrahim.

"É fantástico ter a oportunidade de trabalhar em projetos como este enquanto ainda estamos na escola", disse Topper, aluno de mestrado em Engenharia Astronáutica. "Meu trabalho envolvia garantir que tivéssemos todas as peças de que precisávamos e gerenciar uma equipe que pudesse construir as unidades, integrar o software e formular procedimentos de teste. Todas aquelas horas na sala limpa valeram a pena no final. Quantas pessoas podem dizer que eles construíram algo que vai para o espaço?"