機器人首次在軌自主組裝天線桁架

本期要點

• 機器人首次在軌自主組裝天線桁架結構
• ASTRA項目原計劃組裝1.4米反射天線
• DARPA目標指向數千米級太空設施

在軌自主組裝完成首次演示

由美國加州理工學院（Caltech）研發、美國國防高級研究計劃局（DARPA）資助的一款機器人，近日在軌道上將獨立零部件組裝成天線桁架結構，研究人員將其稱為首次在太空中實現的自主結構建造。該機器人是“自主太空張緊式反射器組裝項目”（ASTRA）的核心設備之一，項目原計劃利用復合材料管、鋁制連接件和反射薄膜組裝一面直徑1.4米的反射天線；受時間限制，此次機器人只負責組裝其中一個支撐結構。任務開始前，兩個桁架部分已預先組裝完成並運送至太空，機器人在軌道上完成了第三部分的組裝。(來源: IT之家)

這還不是一面可直接用於通信的完整天線，但已經證明機器人能夠在太空環境中將分散零部件逐步組合成更大的結構。DARPA NOM4D項目負責人安德魯·德托爾表示，這次演示是邁向太空建造大型結構的重要一步，未來目標甚至包括建造規模達到數千米的設施，“目前還沒有任何接近這一規模的結構能夠通過現有技術實現”。(來源: IT之家)

為甚麼要在軌拼裝

將大型設備送入地球軌道並不容易。如果先把大量小型零部件送上太空，再在軌道上組裝成大型結構，難度可能更低，但傳統方案往往仍需要宇航員參與；考慮到太空環境充滿輻射，宇航員在軌工作時間越短越好。NOM4D項目的更大願景，是將原材料運送到軌道上，再直接在太空中製造適應空間環境的結構，使天線、光學設備和太陽能陣列等設施可以根據實際工作環境設計，而不必像傳統航天器那樣首先考慮如何承受火箭發射時的巨大載荷。(來源: IT之家)

DARPA將這種建造方式比作Tinkertoys或K'Nex等拼裝玩具：機器人只需重復相對簡單的組裝步驟，就有機會製造出遠大於自身尺寸的結構。德托爾解釋稱，在自動化組裝設備內部，每個結構部件會逐一完成製造，隨後安裝反射網，各部分完成後逐步展開並連接；整個過程並不依賴複雜的機器人系統或先進算法，關鍵在於加州理工學院團隊通過扎實的工程設計，將各項操作整合成一套能夠擴展規模的流程。(來源: IT之家)

“自主”仍離不開地面支持

此次演示中的“自動化”還不能完全理解為機器人獨立完成所有工作。機器人執行組裝任務期間，地面支持團隊仍承擔了大量工作：由於地面與機器人之間每天只有幾次通信窗口，每次僅15分鐘，工程師需要利用這些時間檢查機器人傳回的照片，並在實驗室中通過一台完全相同的模型排查問題，之後再向太空中的機器人發送指令。(來源: IT之家)

從產業角度看，這條線索的價值不在於一次拼裝本身，而在於驗證了一條可擴展的工程流程：把結構複雜度從火箭整流罩的尺寸約束中解放出來，轉移到在軌組裝環節。若後續能完成完整反射天線的組裝，太空建造的討論將從“能否演示”轉向“能否規模化、能否降低成本”，這也是判斷該技術路線是否成立的關鍵觀察點。(來源: IT之家)