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Aug 30, 2023

初のUSC研究プロトタイプが国際宇宙ステーションでの試験のために打ち上げられる

Un sistema di aggancio unico, CLINGERS è progettato per facilitare il rilevamento e l'attracco.

ユニークなドッキング システムである CLINGERS は、宇宙での感知とドッキング作業を容易にするように設計されています。

USC の学生は、宇宙へ飛行する前に CLINGERS 実験を構築し、テストします。 写真は左から：サミ・ハク、ヘンリー・アダム、ショビタ・ラジャシェカール、ジュリア・シャッツ、アダルシュ・ラジグル

6月5日、フロリダ州のケープカナベラル宇宙軍基地からファルコン9ロケットが非常に特別な貨物、国際宇宙ステーションでテストされるUSC初の実験研究プロトタイプ「クリンジャー」を積んで打ち上げられた。

CLING は、工学分野の寄付教授であり、土木環境工学、宇宙航行学、航空宇宙機械工学の特別教授でもある、Berok Khoshnevis 氏が元々特許を取得したドッキング システムです。

CLINGERS実験用のテストハードウェア

この機構は当初、地上ロボットを対象としていましたが、すぐに宇宙飛行への応用可能性が明らかになりました。 CLING は、あらゆる種類の車両やプラットフォームに取り付けて自動接続できるジェンダーレスな機械的結合システムとして、宇宙でのランデブーや近接操作を容易にするために使用できます。 これは、デビッド バーンハートが所長を務める USC 宇宙工学研究センターにとって特に興味深い重要な研究分野です。

研究プロジェクトの主任研究者であるバーンハート氏は、博士号取得候補者、大学院生、学部生、高校生からなるチームを率いて、自律ドッキングに関わる 2 つの機能を統合するシステムを開発しました。 まず、目的地の物体の範囲と方位を感知する能力です。 2 つ目は、物理的な接続を行う行為です。

CLINGとは「Compliant Low-Profile Independent Non-Protrusing Genderless System」の略称です。 「電子ランデブーセンサー」を追加すると、CLINGERS が完成します。 ドッキング コンポーネントのこの二重の性質は、同一の CLINGERS ハードウェアを別の宇宙船に配置して、簡略化されたセンシングと効率的なドッキングを可能にすることを意味します。 潜在的な用途には、データの転送、宇宙船への燃料補給、さまざまな部品からの機械の組み立てなどが含まれます。

「ISSでの試験に選ばれたことで、クリンガーズはあらゆる研究が直面する『死の谷』を越えることになる」とバーンハート氏は語った。 「初期の研究の適用可能な結果を​​実証する能力は、実際の業界での受け入れと使用への移行に不可欠であり、SERC の最優先事項です。」

ISS に搭乗すると、CLINGERS はそのホストである Astrobee (NASA エイムズ研究所が開発した浮遊プラットフォーム) に取り付けられ、宇宙飛行士や研究者が ISS 内で活動できるように設計されています。 マルハナバチのような装置が ISS の巣の中でホバリングして手助けしているところを想像しているとしたら、それはそれほど遠くありません。 2 つのクリンジャーが別々の Astrobee に取り付けられ、さまざまなドッキングおよび捕獲手順を実行するかテストされます。

このプロジェクトの学生リーダーのうち、ソフトウェア開発に携わったヘンリー・アダムとハードウェアの統合とテストを管理したヘイリー・トッパーの 2 人は、どちらも NASA ジェット推進研究所 (JPL) で夏季インターンシップを行っています。 クリンガーズで実績を積んだ後は、彼らをひるませるものはほとんどありません。

CLINGERSのミッションパッチ

「あるクリンガーズユニットが他のクリンガーズユニットとの関係でどの位置にあるかを感知するために、私たちはいわゆるパースペクティブアンドポイントアルゴリズムを使用します」と宇宙工学を専攻する学部生のアダムは説明した。 「一方のユニットのカメラが他方のユニットの LED を検出し、正確な距離と角度を特定します。CLINGERS はその情報を Astrobee に送信し、目的地に移動できるようにします。このプロセスはドッキングに十分近づくまで繰り返されます。これで実験は成功です。」 このアルゴリズムは、USC の Ph.D. によって完成されました。 候補者のアダルシュ・ラジグル氏、学部生のサミ・ハク氏、高校生のエズラ・エア氏とメロディー・エブラヒム氏の２人。

宇宙工学を学ぶ修士課程の学生であるトッパーさんは、「在学中にこのようなプロジェクトに取り組む機会があるのは素晴らしいことだ」と語った。 「私の仕事には、必要な部品がすべて揃っていることを確認し、ユニットを構築し、ソフトウェアを統合し、テスト手順を策定できるチームを管理することが含まれていました。クリーンルームで過ごしたすべての時間は、最終的には価値がありました。」と言える人は何人いるでしょうか。彼らは宇宙に行くものを作ったということですか？」

「学生たちを非常に誇りに思いますし、ISIとUSCがこのユニークな機会をサポートしてくれたことに感謝しています」とバーンハート氏は語った。 「学生が卒業する前に実践的なトレーニングを提供することは、学生がここにいる間に教育を拡大する強力な方法です。」

運用は今後数か月にわたって行われますが、すべてはISS乗組員の作業量と空き状況に左右されます。 CLINGERS のアクティベーションは、運用中に SERC の場所にライブストリーミングされ、USC コミュニティがこの前例のない経験を共有するよう招待されます。

2023 年 6 月 2 日発行

最終更新日: 2023 年 6 月 5 日