Canadarm2 – łapacz statków kosmicznych. Cud techniki na orbicie Ziemi

11 marca 2008 roku z Centrum Kosmicznego Johna F. Kennedy’ego wystartował prom kosmiczny Endeavour. Dowodzona przez Dominica Gorie, 6-osobowa załoga zabierała na orbitę jednego pasażera, członka załogi Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i bardzo niecodzienny ładunek – robota Dextre, czyli kluczową część manipulatora Canadarm2, służącego w roli wielkiego, kosmicznego dźwigu.

Astronauta przymocowany do końca ramienia Canadarm2
Astronauta przymocowany do końca ramienia Canadarm2
Źródło zdjęć: © Domena publiczna
Łukasz Michalik

11.03.2023 08:50

"Każdy, kto siedzi na szczycie największego na świecie zbiornika wodoru i tlenu (…) i nie martwi się ani trochę, najwyraźniej nie w pełni rozumie swoją sytuację" – stwierdził niegdyś astronauta John Young, uczestnik misji STS-1, czyli pierwszego z długiej serii lotu wahadłowca.

Trudno o lepsze podsumowanie tego, czym był rozpoczynający kosmiczną misję wahadłowiec. Jak zauważa Adam Adamczyk z serwisu "Kwantowo", "wiele osób sądzi, że to ten biały samolot o charakterystycznej sylwetce, przyczepiony do rakiety".

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Tymczasem misję rozpoczynał nie wahadłowiec, ale zestaw o nazwie STS, składający się z samego wahadłowca umieszczonego na gigantycznym zbiorniku z paliwem, do którego boków doczepiono dwie dodatkowe rakiety na paliwo stałe, pełniące pomocniczą rolę podczas startu.

Kosmiczna ciężarówka

Start takiego zestawu wymagał ogromnej mocy silników. 700 ton wodoru wystarczało na zaledwie 8 minut pracy napędu, dzięki któremu 37-metrowy wahadłowiec był w stanie dotrzeć na orbitę naszej planety i dostarczyć na nią to, co było celem większości misji: zawartość swojej 18-metrowej ładowni. W praktyce wahadłowiec był czymś w rodzaju latającej ciężarówki, kursującej pomiędzy Ziemią i jej orbitą z różnymi ładunkami.

W przypadku misji STS-123 w ładowni znajdowała się część japońskiego modułu Kibō, czyli kosmicznego laboratorium, a także cud techniki opracowany przez kanadyjskich inżynierów: manipulator kosmicznego dźwigu Canadarm2.

Łapacz satelitów

Kosmiczny dźwig to jeden z ciekawszych elementów stacji ISS. Jego wyprodukowana w pięciu egzemplarzach, pierwsza wersja trafiła na pokład wahadłowców, gdzie – zamontowana w ładowni – pozwalała na manipulowanie różnymi obiektami w przestrzeni kosmicznej.

Canadarm2 przechwytujący bezzałogowy statek kosmiczny Cygnus
Canadarm2 przechwytujący bezzałogowy statek kosmiczny Cygnus© Domena publiczna

Canadarm w ziemskich warunkach był zupełnie bezużyteczny, bo mechanizmy dźwigu były zbyt słabe, aby unieść swój własny ciężar. Pełnię możliwości Canadarm pokazywał dopiero w stanie mikrograwitacji, gdzie sześć stopni swobody, z jakimi mogły poruszać się jego elementy, upodabniało całe urządzenie do ludzkiej ręki. Do czego przydaje się taki sprzęt?

W kosmicznych warunkach Canadar, pełnił podobną rolę, jak dźwig z chwytakiem na Ziemi: pozwalał na wyciągnięcie z ładowni wahadłowca różnych ładunków i umieszczenie ich w przestrzeni kosmicznej.

Tym, co budziło największe emocje, była jednak nie możliwość wyciągania ładunków z wnętrza ładowni wahadłowca, ale – przeciwnie – łapania czegoś znajdującego się w kosmosie i umieszczania w ładowni, co w teorii mogło służyć m.in. do wrogiego przejmowania satelitów.

Zbudowany z tytanu i stali nierdzewnej Canadarm mógł manipulować przedmiotami w przestrzeni z precyzją sięgającą pięciu centymetrów, co okazało się kluczowe m.in. podczas prowadzonej na orbicie naprawy teleskopu Hubble’a. Canadarm okazał się niezastąpiony także podczas kosmicznej budowy - montażu z dostarczanych przez lata, kolejnych modułów Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Canadarm2 – kosmiczny dźwig nowej generacji

Dostarczony wraz z misją STS-123, nowy wysięgnik Canadarm2, oferuje jeszcze większe możliwości. Maszyna mierzy ponad 17 metrów, ma siedem przegubów i wymienne końcówki, dzięki którym można dostosować ją do aktualnie wykonywanych zadań.

Zakończeniem robotycznego ramienia może być także człowiek – przyczepiony do końca wysięgnika astronauta, wykonujący na orbicie różnego rodzaju prace.

Praktycznym rozwiązaniem są zakończenia o nazwie LEE (Latching End Effector – krańcowy efektor zatrzaskowy), które można umieścić na obu końcach ramienia. Dzięki nim dźwig może "kroczyć" po powierzchni ISS, podłączając naprzemiennie swoje ramiona do gniazd serwisowych, zapewniających zasilanie, transfer danych i pogląd wideo.

Canadarm2 z umieszczonym na końcu ramienia robotycznym chwytakiem Dextre
Canadarm2 z umieszczonym na końcu ramienia robotycznym chwytakiem Dextre© Domena publiczna

W ten sposób ramię jest w stanie dotrzeć do dowolnego zakątka stacji kosmicznej, co ułatwia jej serwis i rozbudowę. Ramię może także poruszać się korzystając z rozwiązania o nazwie Mobile Remote Servicer Base System – specjalnej kratownicy, stanowiącej podstawę dla wózka, który może przemieszczać się po jej powierzchni.

Orbitalny chwytak Dextre

Zakończeniem ramienia może być także dwupalczasty chwytak o nazwie Dextre (to samodzielny robot, który może działać niezależnie od dźwigu). Dzięki niemu można w kosmosie chwytać i przemieszczać różne obiekty.

Jest on wyposażony w sensory monitorujące siłę, z jaką trzymany jest dany obiekt, a informacja o tym przekazywana jest poprzez sprzężenia zwrotne obsługującemu chwytak astronaucie. Ten może znajdować się na stacji kosmicznej (dwa stanowiska kontrolne) lub obsługiwać robota w pełni zdalnie ze stanowiska nadzorczego na Ziemi.

Jednym z zadań Dextre jest łapanie na orbicie statków kosmicznych. Pochwycone przez Dextre obiekty takie, jak japoński statek H-II czy amerykański, zbudowany przez SpaceX Dragon, są następnie cumowane do stacji. Dextre służy także do odłączania statków kosmicznych od ISS przed ich powrotem na Ziemię.

Łukasz Michalik, dziennikarz Wirtualnej Polski

Wybrane dla Ciebie
Komentarze (4)