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Aug 30, 2023

Se lanza el primer prototipo de investigación de la USC para realizar pruebas en la Estación Espacial Internacional

CLINGERS, un sistema de acoplamiento único, está diseñado para facilitar la detección y el acoplamiento

CLINGERS, un sistema de acoplamiento único, está diseñado para facilitar las operaciones de detección y acoplamiento en el espacio.

Los estudiantes de la USC construyen y prueban el experimento CLINGERS antes de que vuele al espacio. En la foto de izquierda a derecha: Sami Haq, Henry Adam, Shobhita Rajashekar, Julia Schatz, Adarsh ​​Rajguru

El 5 de junio, se lanzó un cohete Falcon 9 desde la Estación de la Fuerza Espacial de Cabo Cañaveral en Florida con una carga muy especial: CLINGERS, el primer prototipo de investigación experimental de la USC que se probará a bordo de la Estación Espacial Internacional.

CLING es un sistema de acoplamiento patentado originalmente por Berok Khoshnevis, Profesora Dotada de Ingeniería Louise L. Dunn y Profesora Distinguida de Ingeniería Civil y Ambiental, Astronáutica e Ingeniería Aeroespacial y Mecánica.

Hardware de prueba para el experimento CLINGERS

Inicialmente, el mecanismo estaba destinado a robots terrestres, pero pronto se hizo evidente su aplicabilidad para la astronáutica. Como sistema de acoplamiento mecánico sin género que puede acoplarse a cualquier tipo de vehículo o plataforma para realizar una conexión automática, CLING podría utilizarse para facilitar las operaciones de encuentro y proximidad en el espacio. Esta es un área de investigación clave de particular interés para el Centro de Investigación de Ingeniería Espacial de la USC, dirigido por David Barnhart.

Barnhart, el investigador principal del proyecto de investigación, dirigió un equipo de doctorandos y estudiantes de posgrado, pregrado y secundaria para desarrollar un sistema que combina dos funciones involucradas en el acoplamiento autónomo. En primer lugar, la capacidad de detectar el alcance y la demora de un objeto de destino. Segundo, el acto de hacer la conexión física.

CLING son las siglas en inglés de "Sistema sin género independiente de bajo perfil compatible que no sobresale". Agregue "Sensores electrónicos de encuentro" y tendrá CLINGERS. Esta naturaleza dual de los componentes de acoplamiento significa que el hardware CLINGERS idéntico se puede ubicar en naves espaciales separadas para permitir una detección simplificada y un acoplamiento eficiente. Las aplicaciones potenciales incluyen la transferencia de datos, el reabastecimiento de combustible de una nave espacial o el ensamblaje de maquinaria a partir de diferentes partes.

"Al ser seleccionado para las pruebas en la ISS, CLINGERS trasciende el 'valle de la muerte' al que está sujeta toda investigación", dijo Barnhart. "La capacidad de demostrar los resultados aplicables de las primeras investigaciones es crucial para hacer la transición a la aceptación y el uso real de la industria, una prioridad principal para SERC".

Una vez a bordo de la ISS, CLINGERS se conectará a su anfitrión, Astrobee (una plataforma flotante desarrollada por el Laboratorio de Investigación Ames de la NASA), diseñada para ayudar a los astronautas e investigadores a operar dentro de la ISS. Si está imaginando un dispositivo parecido a un abejorro flotando y ayudando en la colmena de la ISS, no está muy lejos. Se colocarán dos CLINGERS en Astrobees separados y se probarán para realizar varios procedimientos de acoplamiento y captura.

Dos de los estudiantes líderes en el proyecto, Henry Adam, que participó en el desarrollo de software, y Haley Topper, que gestionó la integración y las pruebas de hardware, están realizando prácticas de verano en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA. Después de haber ganado sus galones en CLINGERS, muy poco puede desconcertarlos.

Parche de misión CLINGERS

"Para detectar dónde está una unidad CLINGERS en relación con otra, usamos lo que se llama un algoritmo de punto y perspectiva", explicó Adam, un estudiante universitario con especialización en Ingeniería Astronáutica. "Las cámaras en una unidad detectan los LED en la otra unidad, identificando la distancia y el ángulo exactos. CLINGERS envía esa información a Astrobee para que pueda moverse a ese destino. El proceso se repite hasta que esté lo suficientemente cerca para atracar. Eso es éxito del experimento". Los algoritmos fueron perfeccionados por un doctorado de la USC. el candidato Adarsh ​​Rajguru, el estudiante universitario Sami Haq y dos estudiantes de secundaria, Ezra Eyre y Melodie Ebrahim.

"Es fantástico tener la oportunidad de trabajar en proyectos como este mientras todavía estamos en la escuela", dijo Topper, un estudiante de maestría que estudia Ingeniería Astronáutica. "Mi trabajo consistía en asegurarme de que tuviéramos todas las piezas que necesitábamos y administrar un equipo que pudiera construir las unidades, integrar el software y formular procedimientos de prueba. Al final, todas esas horas en la sala limpia valieron la pena. ¿Cuántas personas pueden decir que construyeron algo que va al espacio?"

"Estoy increíblemente orgulloso de los estudiantes y agradecido de que ISI y USC hayan apoyado esta oportunidad única", dijo Barnhart. "Brindar capacitación práctica antes de que los estudiantes se gradúen es una forma poderosa de ampliar su educación mientras están aquí".

Las operaciones se llevarán a cabo durante los próximos meses, todas sujetas a la carga de trabajo y la disponibilidad de las tripulaciones a bordo de la ISS. La activación de CLINGERS se transmitirá en vivo a la ubicación de SERC durante la operación, invitando a la comunidad de USC a compartir esta experiencia sin precedentes.

Publicado el 2 de junio de 2023

Última actualización el 5 de junio de 2023