Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Эта статья про роботизированную руку на космическом шаттле . О роботизированной руке на Международной космической станции см. Система мобильного обслуживания .
Система дистанционного манипулятора Shuttle
Канадарм 1 - STS-72.jpg
Canadarm (справа) во время полета космического челнока STS-72
ОператорНАСА
ПроизводительSpar Aerospace
Тип инструментароботизированная рука
Интернет сайтwww .asc-csa .gc .ca / eng / canadarm / default .asp
Характеристики
Масса
  • Рука: 410 кг (900 фунтов)
  • Всего: 450 кг (990 фунтов)
Размеры1520 см × 38 см (598 дюймов × 15 дюймов)
Номер запущен5
Хост космический корабль
Космический корабльКосмический шатл
ОператорНАСА
Запустить сайтКеннеди LC-39

Canadarm или Canadarm1 (официально Shuttle Remote Manipulator System или SRMS ) - это серия роботизированных манипуляторов , которые использовались на орбитальных аппаратах Space Shuttle для развертывания, маневрирования и захвата полезных нагрузок . После катастрофы космического шаттла Columbia Canadarm всегда был соединен с системой датчиков орбитальной стрелы (OBSS), которая использовалась для проверки внешней части шаттла на предмет повреждений системы тепловой защиты .

Развитие [ править ]

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 космических шаттлов . [1] В то время, что повлечет за собой это участие, еще не было решено, но система манипуляторов была определена как важный компонент. [1] Канадская компания DSMA ATCON разработала робота для загрузки топлива в ядерные реакторы CANDU ; этот робот привлек внимание НАСА. [1] В 1975 году НАСА и Канадский национальный исследовательский совет (NRC) подписали меморандум о взаимопонимании, согласно которому Канада разработает и построит Canadarm. [2]

NRC заключила контракт на поставку манипулятора с Spar Aerospace (ныне MDA ). [3] В рамках этого контракта на проектирование, разработку, испытания и оценку были сконструированы три системы: инженерная модель для помощи в проектировании и испытании Canadarm, квалификационная модель, которая была подвергнута экологическим испытаниям для оценки конструкции для использования в космосе, и летательный аппарат.

Рабочий орган
Энтони «Тони» Зубжицки, инженер-конструктор DSMA ATCON [4], будучи прикомандированным к SPAR, разработал концепцию Canadarm End Effector, вдохновленную резинкой на его пальцах. [4] Тони официально представил эту концепцию официальным лицам НАСА. [4] Фрэнк Ми, руководитель лаборатории механических разработок SPAR, построил прототип конечного эффектора на основе концепции Тони, и SPAR [4] считает его изобретателем конечного эффектора Canadarm. Трехпроводная конструкция кроссовера победила когтеобразные механизмы и другие механизмы, такие как модель диафрагмы камеры [4] , которые рассматривались.
Элементы управления и программное обеспечение
Основные алгоритмы управления были разработаны SPAR и субподрядчиком Dynacon Inc. из Торонто . Компания CAE Electronics Ltd. из Монреаля предоставила дисплей, панель управления и ручные контроллеры, расположенные в кормовой части кабины экипажа. Другие электронные интерфейсы, сервоусилители и стабилизаторы мощности, расположенные на Canadarm, были разработаны и изготовлены SPAR на ее заводе в Монреале. Стрела из графитового композитного материала, которая обеспечивает структурное соединение между плечом и локтевым суставом, и аналогичная стрела, соединяющая локоть с запястьем, были произведены компанией General Dynamics в США.. Компания Dilworth, Secord, Meagher and Associates, Ltd. в Торонто получила контракт на производство рабочей модели рабочего органа, после чего SPAR разработал конструкцию и произвел квалификационные и летные единицы. Программное обеспечение для полета космического челнока, которое контролирует и управляет Canadarm, было разработано в Хьюстоне , штат Техас , подразделением федеральных систем IBM . Подразделение космических транспортных систем Rockwell International спроектировало, разработало, испытало и построило системы, используемые для прикрепления Canadarm к отсеку полезной нагрузки орбитального корабля.

Церемония приема в НАСА состоялась 11 февраля 1981 года в отделении RMS Spar в Торонто. [1] Здесь Ларкин Кервин , тогдашний глава NRC, дал SRMS неофициальное название - Canadarm. [1]

Первый Canadarm был доставлен НАСА в апреле 1981 года. [5] Астронавт Джудит Резник разработала программное обеспечение НАСА и бортовые рабочие процедуры для системы. [6] Всего было построено и доставлено в НАСА пять вооружений - №№ 201, 202, 301, 302 и 303. Рука 302 была потеряна в результате аварии Challenger . [7]

Дизайн и возможности [ править ]

Стори Масгрейв , стоящий на якоре на конце Canadarm, готовится подняться на вершину телескопа во время STS-61 .

Оригинальный Canadarm был способен размещать в космосе полезные нагрузки весом до 65 000 фунтов (29 000 кг). [8] В середине 1990-х система управления манипулятором была модернизирована, чтобы увеличить грузоподъемность до 586 000 фунтов (266 000 кг) для поддержки операций по сборке космической станции. [9] Несмотря на то, что в космосе двигатели могут маневрировать полезными грузами массой загруженного автобуса, двигатели стрелы не могут поднять собственный вес руки, когда она находится на земле. [3] Поэтому НАСА разработало модель руки для использования в учебном центре в Космическом центре Джонсона, расположенном в Хьюстоне , штат Техас.. Canadarm также может извлекать, ремонтировать и развертывать спутники, предоставлять мобильную выдвижную лестницу для членов экипажа, выполняющих внекорабельные действия, для рабочих станций или ограничителей для ног, а также использоваться в качестве средства инспекции, чтобы позволить членам летного экипажа просматривать поверхности орбитального корабля или полезной нагрузки через телекамера на канадарме.

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 орбитального аппарата, а также блок интерфейса контроллера манипулятора, который взаимодействует с компьютером орбитального аппарата. Один член экипажа управляет Canadarm с поста управления в кормовой части кабины экипажа, а второй член экипажа обычно помогает с операциями телекамеры. Это позволяет оператору Canadarm наблюдать за операциями Canadarm через полезную нагрузку в кормовой кабине летного экипажа и через окна над головой, а также через телевизионные мониторы замкнутого цикла на станции кормовой кабины экипажа.

Canadarm оснащен взрывчатым механизмом, позволяющим сбросить руку. Эта система безопасности позволила бы закрыть двери отсека полезной нагрузки Орбитера в том случае, если бы рука вышла из строя в выдвинутом положении и не могла быть убрана. [3]

Canadarm имеет длину 15,2 метра (50 футов) и диаметр 38 см (15 дюймов) с шестью степенями свободы . Он весит 410 кг (900 фунтов) отдельно и 450 кг (990 фунтов) как часть всей системы. Canadarm имеет шесть суставов, которые примерно соответствуют суставам руки человека, с плечевыми суставами рыскания и наклона, локтевым суставом, а также суставами наклона, рыскания и крена запястья. [10] концевой эффектор является единицей в конце запястья , что полезная нагрузка Грейферов в грейфера приспособление . Два легких сегмента стрелы называются верхним и нижним рычагами. Верхняя штанга соединяет плечевой и локтевой суставы, а нижняя штанга - локтевой и лучезапястный суставы. [11] [10]

История обслуживания [ править ]

Астронавт на конце руки, 1993 г.
В Канадарм2 движется к P5 TRUSS секции, удерживаются Discovery ' Canadarm с, в рамках подготовки к руке-офф во время STS-116 .

Смоделированный Canadarm, установленный на Space Shuttle Enterprise, был замечен, когда двери отсека полезной нагрузки прототипа орбитального корабля были открыты для тестирования ангаров в начале программы Space Shuttle. [12] Canadarm был впервые испытан на орбите в 1981 году во время миссии STS-2 космического корабля " Колумбия " . Его первое оперативное использование было на STS-3 для развертывания и маневрирования пакета плазменной диагностики. [7] С тех пор Canadarm выполнила более 90 миссий со всеми пятью орбитальными аппаратами.

С момента установки Canadarm2 на Международной космической станции (МКС) эти два рычага использовались для передачи сегментов станции для сборки от Canadarm орбитального аппарата к Canadarm2; Использование обоих элементов в тандеме заработало в СМИ прозвище «Канадское рукопожатие».

Выход на пенсию [ править ]

90-я и последняя миссия корабля "Шаттл" состоялась в июле 2011 года на STS-135 , доставив Raffaello MPLM на МКС и обратно. Он выставлен вместе с Atlantis в комплексе посетителей Космического центра Кеннеди . Канадарм Discovery выставлен рядом с ним в Центре Удвар-Хейзи при Национальном музее авиации и космонавтики . [13] Endeavour оставил свой OBSS на Международной космической станции в рамках своей последней миссии , в то время как Canadarm изначально собирался показать в штаб-квартире Канадского космического агентства (CSA). [13] [14] Однако Endeavour 's Canadarm теперь находится в постоянной экспозиции Канадского музея авиации и космонавтики в Оттаве . [15] [16] [17] Последний из Canadarms, который летал в космос, SRMS, взлетавший на борту « Атлантиды» на STS-135 в июле 2011 года, был отправлен в Космический центр Джонсона НАСА в Хьюстоне для инженерных исследований и возможного повторного использования в будущем. миссия. [18]

Производные [ править ]

Canadarm2 [ править ]

Основная статья: Canadarm2

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

Canadarm3 [ править ]

Основная статья: Canadarm3

Этот меньший Canadarm3 будет использоваться для швартовки модулей и проверки Лунного шлюза . [19]

В популярных СМИ [ править ]

  • 13 ноября 2012 года Google Canada разместила каракули на своей домашней странице поиска, чтобы отпраздновать 31-ю годовщину первого использования Canadarm в космосе. [20]

См. Также [ править ]

  • Dextre  - роботизированная рука
  • Европейский роботизированный манипулятор  - роботизированный манипулятор будет установлен на МКС
  • Кибо (модуль МКС) § Система удаленного манипулятора
  • Мобильная система обслуживания  - роботизированная система на борту Международной космической станции
  • Стрела  - русский журавль на Международной космической станции

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e Дотто, Лидия (1992). Наследие совершенства: 25 лет в Spar Aerospace Limited . Дэвид Стил. Канада: Spar Aerospace Limited. С. 41–42. ISBN 0-9696618-0-0. [Фрэнк] Ми - изобретатель руки Canadarm, технически известной как «конечный эффектор».
  2. ^ Уилкс, Брайан (2004). Просмотр научных исследований на федеральном уровне в Канаде: история, исследовательская деятельность и публикации . Университет Торонто Пресс. п. 117. ISBN 9780802088116. Проверено 22 ноября 2013 года .
  3. ^ a b c Гарри Линдберг. «Канадарм и его универсальные связи» . U журнала инженера . Университет Альберты. Архивировано из оригинального 29 ноября 2004 года . Проверено 7 декабря 2011 года .
  4. ^ a b c d e Мельбурн, Джеймс В. (2001). Сделайте ветер . Heirloom Publishing Inc., стр. 62–77. ISBN 0-9694247-8-7.
  5. ^ "Система дистанционного манипулятора Shuttle - Canadarm" . IEEE Canada . Проверено 22 ноября 2013 года .
  6. ↑ Инженерные женщины: переосмысление научных достижений и результатов женщин , Джилл С. Титджен, Springer 2016, стр.
  7. ^ а б "История полетов Канадарма" . Канадское космическое агентство. 28 октября 2011 . Проверено 27 октября 2012 года .
  8. ^ Демео, ME "СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО МАНИПУЛЯТОРА (RMS) - ОСНОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ-ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СТРУКТУР (CSI) ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА ПОЛЕТА" (PDF) .
  9. ^ "Роботизированная рука космического челнока Canadarm отмечает 25 лет в космосе" .
  10. ^ a b Структура Canadarm
  11. ^ RMS: СИСТЕМА РАЗВЕРТЫВАНИЯ И ПОЛУЧЕНИЯ НАГРУЗКИ
  12. ↑ Рэй, Джастин (5 января 2011 г.). «Ангар космического корабля Ванденберга» . Космический полет сейчас . Проверено 27 октября 2012 года .
  13. ^ a b Крис Гебхардт (17 ноября 2010 г.). «Пенсионные планы Discovery дают представление о судьбе роботизированной руки» . НАСАКосмический полет . Проверено 27 октября 2012 года .
  14. ^ Roland Kiehne (27 июля 2012). «Письмо: Канадарм должно быть легко посетить» . Монреальский вестник . Проверено 27 октября 2012 года .[ постоянная мертвая ссылка ]
  15. ↑ Энди Джонсон (2 мая 2013 г.). «Открывая выставку, Хэдфилд первым посылает Canadarm« последнюю команду »из космоса» . Новости CTV . Проверено 2 мая 2013 года .
  16. ↑ Элизабет Хауэлл (2 мая 2013 г.). "Роботизированная рука космического челнока выставлена ​​в Канадском музее" . Space.com . Проверено 2 мая 2013 года .
  17. ^ Канадское космическое агентство (2 мая 2013 г.). «Министр Мур представляет выставку канадской национальной космической иконы: Canadarm» . Канадское космическое агентство . Архивировано из оригинала 6 мая 2013 года . Проверено 1 июля 2013 года .
  18. ^ "Выставка Canadarm: рука робота космического челнока представлена ​​в канадском музее" . 2 мая 2013 г.
  19. ^ Семенюк, Иван (28 февраля 2019). «Космическая программа Канады устанавливает новый курс с исторической приверженностью лунному форпосту» . Глобус и почта . Торонто . Дата обращения 3 марта 2019 .
  20. ^ "Google doodle чествует Canadarm в 31 год" . CBC News . 13 ноября 2012 . Проверено 13 ноября 2012 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • НАСА: RMS: СИСТЕМА РАЗВЕРТЫВАНИЯ И ИЗВЛЕЧЕНИЯ НАГРУЗКИ
  • Канадское космическое агентство: Canadarm
  • Цифровые архивы CBC - Canadarm - звезда технологий