חדשות לווינים וטלוויזיה באמצעות לווינים מכל העולם
הדפסת העמוד הקטן טקסט הגדל טקסט טקסט רגיל הגדל/ הקטן טקטס
7.10.2008
מערכת רובוטית חדשה תתקן לווינים בחלל

מדענים ב Queen’s University , קנדה, מפתחים מערכת רובוטית חדשה שנועדה לשרת יותר מ 8,000 לווינים החגים סביב כדור הארץ, הרחק מטווח הטיסה של מערכות מבוססות-קרקע בנועדו לתקן אותם. כיום,כשלווין החג בגובה רב נזקק לתיקונים או פשוט אוזל בו הדלק הנחוץ להפשך פעילותו הוא הופך ל"זבל חלל" ההולך ומצטבר בחלל.

“מדובר במערכות מכאניות ומשמעות הדבר שבסופו של דבר נועדו להכשל” אומר מייקל גרינספן, פרופסור להנדסת חשמל ומחשבים המוביל את הפרוייקט של אוניברסיטת Queen . בגלל העובדה שלווינים אלה נמצאים במרחק של אלפי קילומטרים מפני הקרקע הם נמצאים הרחק מטווח הפעולה של טיסות חלל מאוישות יקרות בשעה שתיקונים רובוטיים בשליטה מרחוק בזמן אמיתי פשוט אינם אפשריים.

הפתרון של פרופ' גריספן לבעיה זו הוא פתוח תוכנת מעקב שתאפשר לכלי שירות חללי אוטונומי ASSV - Autonomous Space Servicing Vehicle לתפוש לווין כזה במסלולו ולעגן אותו בכלי התיקון. ברגע שהלווין יגיע למצב כזה, אפשר להשתמש בבקרה מרחוק מכדור הארץ על מנת לתקן את הלווין . “אין צורך לבצע את התיקון עצמו בזמן אמיתי, מכיוון שהכל נמצא בעמדה קבועה ובן אנוש יכול להפעיל את המערכת באופן רובוטי רחוק על מנת לבצע את הנחוץ".


הצוות של אוניברסיטת Queen עובד כעת על פיתוח ה ASSV עם חברת MDA - McDonald-Detweiller Associates - Space Missions,שפתחה בעבר את ה Canadarm ואחראית לכל המערכות הקנדיות בתחנת החלל הבינלאומית.

פרופ' גרינספן אומר, שראייה ממחושבת היא האתגר הטכני הגדול ביותר בלכידת לווין במסלול. מכיוון שחפצים אלה סובבים את כדור הארץ במסלול "גיאוסינכרוני" , מהירותם מסונכרנת עם סיבוב כדור הארץ . על המערכת הרובוטית לזהות תחילה את הלווין , אחר כך לקבוע את תנועתו ולהתאים את התנועה לפני שהלווין נלכד.

בשל תנאי תאורה ירודים בחלל , מצלמות וידאו רגילות הן בעלות שימוש מוגבל בלבד . החיישן המועדף הוא בצורה של רדאר מבוסס אור המכונה LIDAR, המספק תמערכת נקודות תלת- מימדיות שמודדות בדייקנות את גיאומטריית פני השטח של הלווין .

הצוות של אוניברסיטת Queen , הכולל טסטודנטים העומדים בפני סיום למודי התואר בהנדסת חשמל ומחשבים , פתח תוכנה שמאפשרת למערכת כזו לזהות לווין , לקבוע את מיקומו ולבסוף לעקוב אחריו בזמן אמיתי תוך שימוש בנתוני טווח מיוחדים. צוות הפתוח זכה לאחרונה במענק מטעם מועצת המחקרי למדעי הטבע וההנדסה NSERC על מנת להמשיך לחוקר את ההיבטים הבסיסיים של טכנולוגיה חדשה זו.

לדברי פרופ' גריספן, ישום קרקעי פוטנציאלי נוסף ממצאי מחקר זה הוא בתחום היצור ה"גמיש". תוך שימוש במערכות ראיהי ואלגוריתמים , ניתן לזהות גופים ולעקוב אחריהם במהלך מסלולם בפס יצור .לדבריו , ”ברגע שניתן לעזות זאת, מערכות יצור אוטומטיות יכולות להתממשק ביתר קלות עם הגופים עצמם והתוצאה יכולה להיות תהליך יצור הרבה יותר קל והרבה יותר יעיל”.

צפו בוידאו מהמעבדה של פרופ' גרינספן המראה גוף מטרה בעת עקיבה בזמן אמיתי.





New Robotic Repair System Will Fix Ailing Satellites

Researchers at Queen’s University are developing a new robotic system to service more than 8,000 satellites now orbiting the Earth, beyond the flight range of ground-based repair operations. Currently, when the high-flying celestial objects malfunction – or simply run out of fuel – they become “space junk” cluttering the cosmos.

“These are mechanical systems, which means that eventually they will fail,” notes Electrical and Computer Engineering professor Michael Greenspan, who leads the Queen’s project. But because they are many thousands of kilometres away, the satellites are beyond the reach of an expensive, manned spaced flight, while Earth-based telerobotic repair isn’t possible in real time.

Dr. Greenspan’s solution to this problem is the development of tracking software that will enable an Autonomous Space Servicing Vehicle (ASSV) to grasp the ailing satellite from its orbit and draw it into the repair vehicle’s bay. Once there, remote control from the ground station can be used for the repair, he explains. “The repair itself doesn’t have to be done in real time, since everything is in a fixed position and a human can interact with it telerobotically to do whatever is required.”

The Queen’s team is now working to develop the ASSV with the aerospace company MDA (McDonald-Detweiller Associates) Space Missions, which earlier built the Canadarm and has been responsible for all Canadian systems in the International Space Station.

Computer vision is the main technical challenge of grasping the satellites, Dr. Greenspan continues. Since these objects circle the globe in “geosynchronous” orbit, their speed is synchronized with the Earth’s rotation. The robotic system must recognize the satellite first, then determine its motion and match that motion before grabbing it.

Due to the harsh illumination conditions in space, conventional video cameras are of limited use. The preferred sensor is a form of light-based radar called LIDAR, which provides a set of 3D points that accurately measure the surface geometry of the satellite.

The Queen’s team, which includes Electrical and Computer Engineering graduate students Limin Shang, Babak Taati and Michael Belshaw, has developed software that allows such a system to identify a satellite, determine its position and finally track it in real time, using this specialized range data. They have recently received funding from the Natural Sciences and Engineering Research Council (NSERC) to continue looking at fundamental aspects of this new technology.

Another potential, terrestrial application of their findings is in the area of “flexible” manufacturing, says Dr. Greenspan. Using vision systems and algorithms, objects can be recognized and tracked as they go down a conveyor belt or assembly line. ”Once you can do that, automated manufacturing systems can interface much more flexibly with the objects,” he notes.  “The result will be a much easier and more cost effective manufacturing process.”

A video from Dr. Greenspan’s lab, showing a target object in a real-time tracking sequence, may be viewed online