Canadarm

Wszelkie informacje o zauważonych błędach będą mile widziane.

Ramię manipulacyjne [SRMS] Canadarm.

Wiele misji wahadłowców byłoby niemożliwych, lub co najmniej bardzo utrudnionych bez tego manipulatora. Ciężko wyobrazic sobie ręczne umieszczanie na orbicie satelitów, tudzież ściąganie uszkodzonych obiektów do luku ładunkowego wahadłowca za pomocą silniczków manewrowych kombinezonu kosmicznego. Firma MD Robotics może być dumna ze swego produktu, dzięki któremu łatwiejsze stało się umieszczenie w przestrzeni Kosmicznego teleskopu Hubble′a i Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra - dwóch cudów współczesnej techniki, których wkład w naukę jest bezsprzeczny. Nie można zapomnieć również o doniosłej roli, jaką odgrywa Canadarm w budowi Miedzynarodowej Stacji Kosmicznej, z której być może wystartują załogowe misje w kierunku Księżyca i Marsa.

Aż trudno uwierzyć, że pierwszy, zbudowany w ramach kontraktu przyznanego przez Narodową Radę Badawczą Kanady [National Research Council], egzemplarz tego urządzenia został podarowany, a nie sprzedany NASA. Jednak z marketingowego punktu widzenia było to zagranie idealne - po pierwszym locie z misją STS-2, NASA standartowo wyposaża promy w SRMS i dotychczasowe koszty zakupów czterech manipulatorów dla floty wahadłowców wyniosły 900 milionów dolarów. Do tej pory, w czynnej służbie pozostają cztery urządzenia - jedno z ramion zostało zniszczone podczas katastrofy Columbii.

Budowa manipulatora

Prawdopodobnie jeden z lepiej zaprojektowanych elementów wyposażenia wahadłowca, mający za sobą ponad 20 lat lotów Canadarm zbudowany jest z kilku istotnych modułów - dwóch wysięgników połączonych "łokciem"- górny przymocowany jest do orbitera "barkiem", a dolny zakończony chwytakiem i innym wyposażeniem, którymi można manipulowć dzięki "nadgarstkowi", jak to przedstawia rysunek.

Schemat budowy ramienia Canadarm. Rys. MD Robotics [Zobacz wersję angielską]

Regulatory wychylenia [Joints]

Każdy z elementów składowych manipulatora SRMS- "bark", "łokieć" i "nadgarstek" jest zbudowany w oparciu o prosty element, będący jednokierunkowym [-płaszczyznowym w zasadzie, ale jak by to brzmiało] regulatorem wychylenia [w oryg. "joint one-degree-of-freedom"] -JOD. W skrócie, są to silniki umożliwiające ramieniu zginanie się podobne do pracy ludzkiej ręki. W "barku" znajdują się dwa JOD′y, w "łokciu" i aż trzy w obrotowej części nadgarstka. Dzięki tym elementom możliwe są manewry, które u człowieka prowadziłyby do obrażeń, ale w kosmosie zwiększają tylko użyteczność Canadarm′a. Silniki JOD′ów wyposażone są we własne hamulce, kontrolę prędkości oraz urządzenie nazywane enkoderem, które po prostu mierzy kąt wychylenia.

Ramiona [Booms]

Tym co łączy "bark", "łokieć" i "nadgarstek" manipulatora są elementy zwane górnym i dolnym ramieniem. Są zbudowane z kompozytu grafitowo-epksydowego. Górne ramię ma ok. 4.88m przy średnicy 33cm i wadze zaledwie 22,68.kg. Dolne ramię ma długość 5.8 m i przy takiej samej średnicy jak przy górnym zachowano taką samą wagę. Obydwa ramiona pokryte są kevlarową powłoką, aby zabezpieczyć Canadarma przed uszkodzeniami i zadrapaniami kompozytu.

Końcówka manipulacyjna [End Effector]

Końcówka manipulacyjna, lub inaczej mechaniczna ręka pozwala Canadarmowi na złapanie umieszczonego w ładowni lub swobodnie orbitującego obiektu za pomocą "łapacza" o wymiarach 20,3 na 10,15 cm i mechanizmu umozliwiającego łagodne dokowanie i umocowanie np. satelity. Jest to możliwe dzięki dwuetapowemu mechanizmowi na końcu manipulatora zamykającego pętlę z trzech przewodów [działającej jak sidła] dookoła zagłębień mocujących i następnie wcdiągającego je do ładowni. Siła silników zamontowanych w SRMS pozwala mu na manewrowanie schwytanym obiektem bez odłączenia od pozostałej części ramienia.

Kamery CCTV

Dwie kamery SRMS, jedna na wysokości "łokcia" a druga "nadgarstka" pozwalają astronautom dokładniej operować ramieniem i pozycją końcówki manipulacyjnej podczas operacji odzyskania/umieszczania satelity na orbicie.

System kontroli SRMS

Canadarm jest sterowany poprzez główny [general-purpose computer - GPC] komputer promu. Ręczne kontrolery informują ramię w jaki sposób ma się zachować. Wbudowane oprogramowanie sprawdza komendy wydane przez operatora i włącza odpowiednie mechanizmy SRMS′a. Komputer przekazuje komendy do regulatorów wychylenia i odbiera od nich sygnały co 80 milisekund, po czym sprawdza czy operator ani komputer GPC nie wprowadzili żadnych zmian i wysyła zaktualizowane komendy do "stawów". W przypadku awarii manipulatora SRMS komputer GPC zatrzymuje wszystkie silniki Canadarm′a i informuje astronautów o sytuacji. System dostarcza również dokładne informacje o prędkości poruszania się różnych elementów ramienia. System umożliwia obejście GPC i ręczną kontrolę z kokpitu.

Osłona termiczna

SRMS jest pokryty na całej swej długości wielowarstwową osłoną termiczną, zapewniającą pasywną kontrolę temperatury. Materiał składa się z ułożonych naprzemiennie warstw Kapton′u, Dacron′u i Beta′y. Tylko krytyczne podzespoły elektroniczne i mechaniczne są podgrzewane za pomocą grzejniczków elektrycznych, dzięki czemu mogą pracować w kosmosie.

Usprawnienia po katastrofie Columbii

Nie wszystkie dane techniczne nowego Canadarma są jeszcze pewne [jeżeli wiesz na przykład ile waży, daj mi znać], ale usprawnienia Canadarma po katastrofie Columbii są znaczne - wydłużono ramię z 15,2m do 30,5 metra, dzięki czemu SRMS jest w stanie dotrzeć do każdego niemal zakamarka promu. Dodano również kolejną kamerę i laserowe urządzenie pomiarowe w celu badania poszycia promu. Test nowego Canadarma przewidziano na misję Return to Flight

Informacje Techniczne

Wszelkie tabelki nt. nowego SRMS umieszczę, jak tylko pojawią się na stronie MD Robotics.