自太空時代開始以來發(fā)射的大約5000顆衛(wèi)星中，現(xiàn)在只有1000顆衛(wèi)星在運行。那是因為當(dāng)衛(wèi)星斷裂或耗盡燃料時，它們就會被扔掉。作為美國宇航局衛(wèi)星服務(wù)能力辦公室的副項目經(jīng)理，本杰明·里德領(lǐng)導(dǎo)一個團隊致力于創(chuàng)造一個重復(fù)使用，組裝和時代的時代。服務(wù)以獲得更多的衛(wèi)星，周四在ESC波士頓，他制定了實現(xiàn)這一目標(biāo)的計劃。

費用向太空發(fā)射物體是衛(wèi)星設(shè)計方式的主要因素。中位衛(wèi)星的建造成本約為2.5億美元，幾乎是發(fā)射的一半，因此每一顆衛(wèi)星都經(jīng)過精心設(shè)計，非常可靠，需要數(shù)年才能建成。這也需要付出代價。“每一顆衛(wèi)星在它發(fā)射的那一天都在技術(shù)上已經(jīng)過時，”里德說。 “進入太空的范例推動了我們建造衛(wèi)星的方式。”哈勃太空望遠鏡于1990年4月24日發(fā)射，是獨一無二的，因為它是唯一一個專門用于維修的衛(wèi)星。 1993年，宇航員能夠修理鏡子并安裝新儀器。“我們使用維修作為力量倍增器，從最初的發(fā)射中獲得更多價值，”里德說。

哈勃服務(wù)的成功導(dǎo)致了創(chuàng)建Reed的團隊，其任務(wù)是設(shè)計機器人以服務(wù)其他衛(wèi)星。他們現(xiàn)在致力于技術(shù)，以延長生命，升級和組裝太空中的衛(wèi)星。

“我們正在尋找的政變技術(shù)是組裝衛(wèi)星的能力，這是一個足以在另一個上找到生命的天文臺。行星，“里德說。”Restore-L服務(wù)商是SSCO愿景的產(chǎn)物，它將于2019年啟動，為NASA的Landsat 7地球觀測衛(wèi)星提供服務(wù)。

“[Landsat] 7耗盡燃料，可能不會持續(xù)到Landsat 9發(fā)射，所以我們將把它作為我們第一次服務(wù)任務(wù)的候選人，“里德說。”

藝術(shù)家的Restore-L概念接近Landsat 7

該任務(wù)有五項主要技術(shù)：相關(guān)導(dǎo)航系統(tǒng)，航空電子設(shè)備，機器人手臂和軟件，工具驅(qū)動系統(tǒng)和工具以及推進劑運輸系統(tǒng)。它還將面臨一系列獨特的挑戰(zhàn)，包括追蹤16,500英里每小時的太空衛(wèi)星以及機動服務(wù)員與它會合。“自主交會部分難以置信，”里德說。 “我們需要在三個自由度上匹配它的速率，但我們需要在三個自由度上匹配它的方向，所以這是一個六自由度問題。”下一個障礙將是自主抓取部分，它將使用具有七個自由度的機器人手臂來抓住衛(wèi)星。由于衛(wèi)星并非設(shè)計用于服務(wù)，因此它沒有明顯的部分可以抓取，因為它主要覆蓋在保護毯和天線中。然后加油部分涉及切割毯子和電線，并從地面機械地移除蓋帽。

“這實際上很容易就是加油，”里德說。 “仍然很難，但相對于前兩個，它并不是讓我失去頭發(fā)的原因。”

會合系統(tǒng)和機器人手臂依賴于SpaceCube，這是一種橫切式，飛行中可重新配置的基于Virtex-5的混合計算環(huán)境。還有一個攝像機定位系統(tǒng)將提供來自服務(wù)商的視頻。

“宇航員告訴我們他們看到了什么真是難以置信的寶貴，不可能用機器人取代，但我們?nèi)匀恍枰曨l來看看發(fā)生了什么，”說Reed。

正在地面和國際空間站進行測試和開發(fā)，團隊可以使用機器人手臂。 “我們只是在空間站上發(fā)射工具和其他一些小東西并練習(xí)便士，花費一美元就可以完成自由飛行任務(wù)的工作，”里德說。美國國家航空航天局將啟動Raven自動跟蹤來自和前往空間站的所有來訪車輛，以展示Restore-L將需要的實時相對導(dǎo)航技術(shù)。

除了衛(wèi)星之外，人類探索任務(wù)可能是另一個領(lǐng)域服務(wù)和機器人可以提供幫助。

“我不知道在火星之旅中會有什么破壞，但有些事情會發(fā)生，”里德說。 “你不能發(fā)動足夠的東西來飛行所有物品的備件，所以你可以駕駛維修和更換的能力，而不是每當(dāng)有什么東西出現(xiàn)在太空行走修理它的時候就把宇航員送到戶外，不是嗎?如果我們能將它們放在安全的地方并且讓機器人在外面進行維修，我會很高興嗎?