Миссия по роботизированной дозаправке
Ми́ссия по роботизи́рованной дозапра́вке(Robotic Refueling Mission, англ. RRM) — завершённая технологическая демонстрационная миссия НАСА, направленная на отработку технологий и инструментов для обслуживания и дозаправки спутников на орбите, в том числе не предназначенных для этого изначально. Оборудование для миссии было отправлено на МКС в несколько этапов, начиная с 2011 года. Программа состояла из трёх фаз: первая (2011—2013) и вторая (с 2015) успешно продемонстрировали базовые роботизированные операции[1][2]. В ходе третьей фазы (RRM3), начатой в 2018 году, произошёл сбой, не позволивший выполнить основную задачу по перекачке криогенного топлива[3]. Миссия-продолжение, OSAM-1, была отменена НАСА в марте 2024 года[4][5].
История
Разработка
Миссия Robotic Refueling Mission была разработана Офисом возможностей обслуживания спутников на базе Годдардский космический центр (GSFC)[6]. Задачей миссии была демонстрация технологий и инструментов для дозаправки спутников на орбите с помощью роботов[7]. После подтверждения концепции долгосрочной целью НАСА было передать разработанные технологии в коммерческий сектор[7].
Демонстрация технологий
Фаза 1
RRM была оснащена четырьмя инструментами, каждый из которых имел электронику, две камеры и осветители. Кроме этого, в комплектацию входили насосы, контроллеры, а также электротехнические устройства: клапаны и датчики[8].
Оборудование RRM поступило в Космический центр имени Кеннеди в начале марта 2011 года, где команда GSFC провела финальные приготовления к запуску[9]. После транспортировки на Международную космическую станцию RRM планировалось установить на платформу ELC-4. В ходе демонстрационных экспериментов 2012—2013 годов для обслуживания использовался робот Dextre[10].
Экспериментальная платформа была запущена к МКС 8 июля 2011 года на борту шаттла «Атлантис» в рамках миссии STS-135, заключительной экспедиции американской шаттловой программы[6][11][12].
Комплекс экспериментов включал ряд топливных клапанов, сопел и уплотнений, аналогичных использующимся во многих коммерческих и американских государственных спутниках, а также четыре прототипа инструментов, которые могли устанавливаться на дистальный конец манипулятора Dextre. Каждый инструмент представлял собой прототип устройства для будущих миссий по ремонту и заправке спутников на орбите[13].
NASA успешно завершило миссию демонстрации первой фазы в январе 2013 года — были проведены серии роботизированных дозаправок аппаратуры спутников, изначально не предназначенной для заправки на орбите. На открытой платформе МКС было проведено множество роботизированных экспериментов по перекачке топлива с помощью оборудования RRM и манипуляторов Canadarm/Dextre[13].
RRM стала первой демонстрацией дозаправки в космосе с использованием платформы топливных клапанов и арматуры, аналогичных большинству существующих спутников, которые изначально не создавались для перезаправки[13].
Фаза 2
Вторая фаза миссии RRM стартовала в августе 2013 года, когда оборудование второй очереди было доставлено на МКС японским транспортным кораблём HTV-4 для проведения испытаний, запланированных на 2014 год[14].
В состав оборудования фазы 2 вошли:[14]
- две дополнительные тестовые платы RRM,
- орбитальная транспортная клетка RRM On-orbit Transfer Cage,
- Visual Inspection Poseable Invertebrate Robot (VIPIR) — «инспекционный инструмент-эндоскоп», обеспечивающий визуальный контроль внутреннего состояния спутников. Инструмент был доставлен грузовиком ATV-5 и прибыл на станцию в августе 2014 года[15].
В феврале 2014 года наземный тест-эксперимент «Remote Robotic Oxidizer Transfer Test» (RROxiTT) осуществил транспортировку тетраоксида азота (NTO) через стандартный заправочный клапан для спутников на комплексе для заправки в КЦ Кеннеди, при этом управляя роботом дистанционно из центра имени Годдарда, находящегося на расстоянии около 1300 км, в Гринбелте, штат Мэриленд[16].
26 марта 2015 года орбитальная транспортная клетка RRM была загружена в шлюз Kibo и с помощью манипулятора японского сегмента передана робототехнической руке Dextre для установки на основной модуль.
30 апреля 2015 года транспортная клетка была установлена на основной модуль, а оборудование фазы 1 снято и помещено в клетку для утилизации на HTV-4. В этот же день эксперименты были активированы.
В феврале 2016 года эксперименты фазы 2 были деактивированы, все магистрали топлива и охлаждения были отключены, и RRM была подготовлена к утилизации вместе с топливом на корабле SpaceX Dragon CRS-10.
23 февраля 2017 года основной модуль RRM и оборудование фазы 2 были сняты и загружены в транспортный отсек SpaceX CRS-10 для утилизации; также была активирована экспериментальная система STP H5 (Raven) — начало третьей фазы.
Фаза 3
Для экспериментов третьей фазы потребовалась доставка модуля Raven (демонстрация автономной навигации в космосе)[17] на борту CRS-10. Новый модуль третьей фазы был доставлен на станцию 8 декабря 2018 года с грузовым кораблём SpaceX CRS-16 и установлен на платформу ELC-1 19 декабря 2018 года. Было продемонстрировано хранение криогенного топлива (метана) без испарения в течение 4 месяцев, но после отказа криотехники в апреле 2019 года метан был стравлен[18]. Остальные тесты были отложены; среди них — операция по соединению топливной насадки с заправочным патрубком[19].
В октябре 2020 года был завершён второй комплекс роботизированных операций RRM3 с использованием манипуляторов Dextre[20].
После завершения основной миссии, в июне 2022 года модуль RRM3 был перенесён на платформу ELC-3 для хранения в неактивном состоянии; перед перемещением из баков модуля был стравлен остаточный ксенон[21]. 26 октября 2023 года оборудование было установлено на внешней платформе грузового корабля Cygnus NG-19 для последующей утилизации. Корабль отстыковался от МКС 22 декабря 2023 года[22][23], а 9 января 2024 года был сведён с орбиты, в результате чего модуль RRM3 сгорел в атмосфере Земли вместе с кораблём[23].
Итоги программы и отмена продолжения
Программа Robotic Refueling Mission в целом была признана успешной демонстрацией технологий, доказав, что роботы могут выполнять сложные задачи по обслуживанию и дозаправке на орбите спутников, изначально не предназначенных для этого[24]. В ходе первой фазы (2011—2013) была продемонстрирована принципиальная возможность дозаправки, включая вскрытие термоизоляции, откручивание крышек и перекачку имитации топлива[24]. Вторая фаза (с 2015 года) расширила набор отработанных технологий, добавив инспекционные инструменты[25]. Третья фаза (с 2018 года), нацеленная на работу с криогенным топливом, столкнулась с техническим сбоем, однако позволила завершить часть роботизированных операций[26]. Целью НАСА была передача разработанных технологий в коммерческий сектор[24].
Логическим продолжением программы должна была стать миссия OSAM-1, в рамках которой планировалось дозаправить на орбите реальный спутник — Landsat 7, запущенный в 1999 году[27]. Однако 1 марта 2024 года НАСА официально объявило о прекращении проекта. Среди причин отмены были названы значительный перерасход средств (стоимость превысила 2 млрд долларов), срыв графика, неудовлетворительная работа основного подрядчика, компании Maxar, а также снижение актуальности миссии. Космическая индустрия начала переходить к созданию спутников, изначально спроектированных с возможностью дозаправки, что сделало сложный подход OSAM-1 менее востребованным[28]. На данный момент НАСА не анонсировало прямой замены проекта OSAM-1.