机器人首次在轨自主组装天线桁架

本期要点

• 机器人首次在轨自主组装天线桁架结构
• ASTRA项目原计划组装1.4米反射天线
• DARPA目标指向数千米级太空设施

在轨自主组装完成首次演示

由美国加州理工学院（Caltech）研发、美国国防高级研究计划局（DARPA）资助的一款机器人，近日在轨道上将独立零部件组装成天线桁架结构，研究人员将其称为首次在太空中实现的自主结构建造。该机器人是“自主太空张紧式反射器组装项目”（ASTRA）的核心设备之一，项目原计划利用复合材料管、铝制连接件和反射薄膜组装一面直径1.4米的反射天线；受时间限制，此次机器人只负责组装其中一个支撑结构。任务开始前，两个桁架部分已预先组装完成并运送至太空，机器人在轨道上完成了第三部分的组装。(来源: IT之家)

这还不是一面可直接用于通信的完整天线，但已经证明机器人能够在太空环境中将分散零部件逐步组合成更大的结构。DARPA NOM4D项目负责人安德鲁·德托尔表示，这次演示是迈向太空建造大型结构的重要一步，未来目标甚至包括建造规模达到数千米的设施，“目前还没有任何接近这一规模的结构能够通过现有技术实现”。(来源: IT之家)

为什么要在轨拼装

将大型设备送入地球轨道并不容易。如果先把大量小型零部件送上太空，再在轨道上组装成大型结构，难度可能更低，但传统方案往往仍需要宇航员参与；考虑到太空环境充满辐射，宇航员在轨工作时间越短越好。NOM4D项目的更大愿景，是将原材料运送到轨道上，再直接在太空中制造适应空间环境的结构，使天线、光学设备和太阳能阵列等设施可以根据实际工作环境设计，而不必像传统航天器那样首先考虑如何承受火箭发射时的巨大载荷。(来源: IT之家)

DARPA将这种建造方式比作Tinkertoys或K'Nex等拼装玩具：机器人只需重复相对简单的组装步骤，就有机会制造出远大于自身尺寸的结构。德托尔解释称，在自动化组装设备内部，每个结构部件会逐一完成制造，随后安装反射网，各部分完成后逐步展开并连接；整个过程并不依赖复杂的机器人系统或先进算法，关键在于加州理工学院团队通过扎实的工程设计，将各项操作整合成一套能够扩展规模的流程。(来源: IT之家)

“自主”仍离不开地面支持

此次演示中的“自动化”还不能完全理解为机器人独立完成所有工作。机器人执行组装任务期间，地面支持团队仍承担了大量工作：由于地面与机器人之间每天只有几次通信窗口，每次仅15分钟，工程师需要利用这些时间检查机器人传回的照片，并在实验室中通过一台完全相同的模型排查问题，之后再向太空中的机器人发送指令。(来源: IT之家)

从产业角度看，这条线索的价值不在于一次拼装本身，而在于验证了一条可扩展的工程流程：把结构复杂度从火箭整流罩的尺寸约束中解放出来，转移到在轨组装环节。若后续能完成完整反射天线的组装，太空建造的讨论将从“能否演示”转向“能否规模化、能否降低成本”，这也是判断该技术路线是否成立的关键观察点。(来源: IT之家)