소식

Aug 30, 2023

국제 우주 정거장 테스트를 위한 최초의 USC 연구 프로토타입 출시

독특한 도킹 시스템인 CLINGERS는 센싱과 도킹이 용이하도록 설계되었습니다.

독특한 도킹 시스템인 CLINGERS는 우주에서의 감지 및 도킹 작업을 용이하게 하도록 설계되었습니다.

USC 학생들은 우주로 날아가기 전에 CLINGERS 실험을 만들고 테스트합니다. 왼쪽 사진: Sami Haq, Henry Adam, Shobhita Rajashekar, Julia Schatz, Adarsh ​​Rajguru

6월 5일, 매우 특별한 화물인 CLINGERS를 실은 Falcon 9 로켓이 플로리다의 Cape Canaveral 우주군 기지에서 발사되었습니다. CLINGERS는 국제 우주 정거장에서 테스트할 USC 최초의 실험 연구 프로토타입입니다.

CLING은 원래 특허를 받은 Berok Khoshnevis, Louise L. Dunn이 공학 교수직을 맡고 토목 및 환경 공학, 우주 비행, 항공 우주 및 기계 공학 분야의 석좌 교수가 보유한 도킹 시스템입니다.

CLINGERS 실험을 위한 테스트 하드웨어

이 메커니즘은 처음에는 지상 로봇을 위해 고안되었지만 곧 우주 비행에도 적용할 수 있다는 것이 분명해졌습니다. CLING은 모든 유형의 차량이나 플랫폼에 부착하여 자동으로 연결할 수 있는 성별 구분 없는 기계식 결합 시스템으로 우주에서 랑데부 및 근접 작전을 용이하게 하는 데 사용될 수 있습니다. 이는 David Barnhart가 이끄는 USC 우주 공학 연구 센터의 특히 관심을 끄는 핵심 연구 분야입니다.

연구 프로젝트의 수석 연구원인 Barnhart는 박사 과정 후보자, 대학원생, 학부생 및 고등학생으로 구성된 팀을 이끌고 자율 도킹과 관련된 두 가지 기능을 통합하는 시스템을 개발했습니다. 첫째, 목적지 물체의 범위와 방위를 감지하는 능력입니다. 둘째, 물리적인 연결을 맺는 행위이다.

CLING은 "Compliant Low-Profile Independent Non-Protruding Genderless System"을 의미합니다. "전자 랑데뷰 센서"를 추가하면 CLINGERS가 생깁니다. 도킹 구성 요소의 이러한 이중 특성은 동일한 CLINGERS 하드웨어를 별도의 우주선에 배치하여 감지를 단순화하고 효율적인 도킹을 가능하게 할 수 있음을 의미합니다. 잠재적인 응용 분야로는 데이터 전송, 우주선에 연료 공급, 다양한 부품으로 기계 조립 등이 있습니다.

Barnhart는 "ISS 테스트 대상으로 선정된 CLINGERS는 모든 연구가 겪는 '죽음의 계곡'을 초월합니다."라고 말했습니다. "초기 연구의 적용 가능한 결과를 입증하는 능력은 SERC의 최우선 과제인 실제 업계 수용 및 사용으로 전환하는 데 매우 중요합니다."

ISS에 탑승하면 CLINGERS는 우주비행사와 연구원이 ISS 내부에서 작업할 수 있도록 설계된 호스트 Astrobee(NASA Ames Research Lab에서 개발한 자유 부동 플랫폼)에 연결됩니다. ISS의 벌집에서 맴돌며 도움을 주는 호박벌 같은 장치를 상상한다면, 그리 멀지 않습니다. 두 개의 CLINGER가 Astrobee를 분리하기 위해 부착되어 다양한 도킹 및 포획 절차를 수행하도록 테스트됩니다.

프로젝트의 학생 리더 중 두 명인 소프트웨어 개발에 참여한 Henry Adam과 하드웨어 통합 및 테스트를 관리한 Haley Topper는 둘 다 NASA 제트 추진 연구소(JPL)에서 여름 인턴십을 하고 있습니다. CLINGERS에서 줄무늬를 얻은 후에는 그들을 당황하게 할 수 있는 사람이 거의 없습니다.

클린저스 미션 패치

"하나의 CLINGERS 유닛이 다른 유닛과 어떤 관계를 맺고 있는지 감지하기 위해 우리는 원근법 및 점 알고리즘을 사용합니다."라고 우주 공학을 전공하는 학부생인 Adam이 설명했습니다. "한 장치의 카메라는 다른 장치의 LED를 감지하여 정확한 거리와 각도를 식별합니다. CLINGERS는 Astrobee가 해당 목적지로 이동할 수 있도록 해당 정보를 보냅니다. 이 프로세스는 도킹에 충분히 가까워질 때까지 반복됩니다. 그것이 실험 성공입니다." 알고리즘은 USC 박사에 의해 완성되었습니다. 후보 Adarsh ​​Rajguru, 학부생 Sami Haq, 두 명의 고등학생 Ezra Eyre와 Melodie Ebrahim.

우주 공학을 전공하는 석사 과정 학생인 Topper는 "학교에 있는 동안 이런 프로젝트에 참여할 수 있는 기회를 갖게 되어 정말 환상적입니다."라고 말했습니다. "제가 맡은 업무는 필요한 모든 부품이 있는지 확인하고 장치를 구축하고 소프트웨어를 통합하며 테스트 절차를 공식화할 수 있는 팀을 관리하는 것이었습니다. 클린룸에서 보낸 그 모든 시간은 결국 그만한 가치가 있었습니다. 얼마나 많은 사람들이 이렇게 말할 수 있을까요? 그들이 우주까지 갈 무언가를 만들었다고?"