Canadarm o Canadarm1 (oficialmente Shuttle Remote Manipulator System o SRMS ) es una serie de brazos robóticos que se utilizaron en los orbitadores del transbordador espacial para desplegar, maniobrar y capturar cargas útiles . Después del desastre del Transbordador Espacial Columbia , el Canadarm siempre se emparejó con el Sistema de Sensores Orbiter Boom (OBSS), que se utilizó para inspeccionar el exterior del Transbordador en busca de daños en el sistema de protección térmica .
Operador | NASA |
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Fabricante | Spar aeroespacial |
Tipo de instrumento | brazo robotico |
Sitio web | www |
Propiedades | |
Masa |
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Dimensiones | 1520 cm × 38 cm (598 pulgadas × 15 pulgadas) |
Número lanzado | 5 |
Nave espacial anfitriona | |
Astronave | Transbordador espacial |
Operador | NASA |
Sitio de lanzamiento | Kennedy LC-39 |
Desarrollo
En 1969, Canadá fue invitado por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) a participar en el programa del Transbordador Espacial . [1] En ese momento aún no se había decidido qué implicaría esa participación, pero se identificó un sistema manipulador como un componente importante. [1] La empresa canadiense DSMA ATCON había desarrollado un robot para cargar combustible en los reactores nucleares CANDU ; este robot atrajo la atención de la NASA. [1] En 1975, la NASA y el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) firmaron un memorando de entendimiento de que Canadá desarrollaría y construiría el Canadarm. [2]
NRC otorgó el contrato de manipulador a Spar Aerospace (ahora MDA ). [3] Se construyeron tres sistemas dentro de este contrato de diseño, desarrollo, prueba y evaluación: un modelo de ingeniería para ayudar en el diseño y prueba del Canadarm, un modelo de calificación que se sometió a pruebas ambientales para calificar el diseño para su uso en el espacio, y una unidad de vuelo.
- Efector final
- Anthony "Tony" Zubrzycki, un ingeniero de diseño en DSMA ATCON, [4] mientras estaba adscrito a SPAR, originó el concepto del Canadarm End Effector, inspirado en una banda elástica alrededor de sus dedos. [4] Tony presentó formalmente este concepto a los funcionarios de la NASA. [4] Frank Mee, jefe del laboratorio de desarrollo mecánico de SPAR, construyó el prototipo del efector final basado en el concepto de Tony y SPAR [4] lo acredita como el inventor del Canadarm End Effector. El diseño cruzado de tres cables ganó a los mecanismos en forma de garra y otros, como el modelo de iris de la cámara, [4] que se estaban considerando.
- Controles y software
- Los principales algoritmos de control fueron desarrollados por SPAR y por el subcontratista Dynacon Inc. de Toronto . CAE Electronics Ltd. en Montreal proporcionó la pantalla y el panel de control y los controladores manuales ubicados en la cabina de vuelo de popa del Shuttle. Otras interfaces electrónicas, servoamplificadores y acondicionadores de energía ubicados en el Canadarm fueron diseñados y construidos por SPAR en su fábrica de Montreal. El brazo compuesto de grafito que proporciona la conexión estructural entre el hombro y la articulación del codo y el brazo similar que conecta el codo con la muñeca fueron producidos por General Dynamics en los Estados Unidos . Dilworth, Secord, Meagher and Associates, Ltd. en Toronto fue contratado para producir el efector final del modelo de ingeniería, luego SPAR desarrolló el diseño y produjo las unidades de calificación y vuelo. El software de vuelo del Transbordador Espacial que monitorea y controla el Canadarm fue desarrollado en Houston , Texas , por la División de Sistemas Federales de IBM . La División de Sistemas de Transporte Espacial de Rockwell International diseñó, desarrolló, probó y construyó los sistemas utilizados para conectar el Canadarm a la bahía de carga útil del orbitador.
Una ceremonia de aceptación de la NASA se llevó a cabo en la División RMS de Spar en Toronto el 11 de febrero de 1981. [1] Aquí Larkin Kerwin , entonces el jefe de la NRC, le dio al SRMS el nombre informal, Canadarm. [1]
El primer Canadarm fue entregado a la NASA en abril de 1981. [5] La astronauta Judith Resnik desarrolló el software de la NASA y los procedimientos operativos a bordo del sistema. [6] En total, se construyeron y entregaron a la NASA cinco brazos, los números 201, 202, 301, 302 y 303. El brazo 302 se perdió en el accidente del Challenger . [7]
Diseño y capacidades
El Canadarm original era capaz de desplegar cargas útiles que pesaban hasta 65.000 libras (29.000 kg) en el espacio. [8] A mediados de la década de 1990, el sistema de control del brazo fue rediseñado para aumentar la capacidad de carga útil a 586.000 libras (266.000 kg) con el fin de apoyar las operaciones de montaje de la estación espacial. [9] Aunque pueden maniobrar cargas útiles con la masa de un autobús cargado en el espacio, los motores del brazo no pueden levantar el propio peso del brazo cuando están en el suelo. [3] Por lo tanto, la NASA desarrolló un modelo del brazo para usar en sus instalaciones de entrenamiento dentro del Centro Espacial Johnson ubicado en Houston , Texas . El Canadarm también puede recuperar, reparar y desplegar satélites, proporcionar una escalera de extensión móvil para miembros de la tripulación de actividades extravehiculares para estaciones de trabajo o restricciones para los pies, y usarse como una ayuda de inspección para permitir que los miembros de la tripulación de vuelo vean las superficies del orbitador o de la carga útil a través de un cámara de televisión en el Canadarm.
La configuración básica del Canadarm consiste en un brazo manipulador, una pantalla Canadarm y un panel de control, incluidos los controladores manuales de traslación y rotación en la estación de la tripulación de vuelo de la cabina de mando de popa del orbitador, y una unidad de interfaz del controlador del manipulador que interactúa con la computadora del orbitador. Un miembro de la tripulación opera el Canadarm desde la estación de control de la cabina de vuelo de popa, y un segundo miembro de la tripulación generalmente ayuda con las operaciones de la cámara de televisión. Esto permite al operador de Canadarm ver las operaciones de Canadarm a través de la carga útil de la cabina de vuelo de popa y las ventanas superiores y a través de los monitores de televisión de circuito cerrado en la estación de la cabina de vuelo de popa.
El Canadarm está equipado con un mecanismo basado en explosivos para permitir que el brazo sea arrojado. Este sistema de seguridad habría permitido que las puertas de la bahía de carga útil del Orbiter se cerraran en caso de que el brazo fallara en una posición extendida y no pudiera retraerse. [3]
El Canadarm mide 15,2 metros (50 pies) de largo y 38 centímetros (15 pulgadas) de diámetro con seis grados de libertad . Pesa 410 kilogramos (900 libras) por sí mismo y 450 kilogramos (990 libras) como parte del sistema total. El Canadarm tiene seis articulaciones que corresponden aproximadamente a las articulaciones del brazo humano, con articulaciones de cabeceo y guiñada del hombro, una articulación de cabeceo del codo y articulaciones de cabeceo, guiñada y balanceo de la muñeca. [10] El efector final es la unidad al final de la muñeca que sujeta el dispositivo de sujeción de la carga útil . Los dos segmentos ligeros de la pluma se denominan brazos superior e inferior. El brazo superior conecta las articulaciones del hombro y el codo, y el brazo inferior conecta las articulaciones del codo y la muñeca. [11] [10]
Historial de servicio
Se vio un Canadarm simulado instalado en el Space Shuttle Enterprise cuando las puertas de la bahía de carga útil del orbitador prototipo se abrieron para probar las instalaciones del hangar al principio del programa del Transbordador Espacial. [12] El Canadarm se probó por primera vez en órbita en 1981, en la misión STS-2 del transbordador espacial Columbia . Su primer uso operativo fue en STS-3 para desplegar y maniobrar el paquete de diagnóstico de plasma. [7] Canadarm ha volado desde entonces en más de 90 misiones con los cinco orbitadores.
Desde la instalación del Canadarm2 en la Estación Espacial Internacional (ISS), los dos brazos se han utilizado para entregar segmentos de la estación para su ensamblaje desde el Canadarm del orbitador hasta el Canadarm2; el uso de ambos elementos en conjunto se ha ganado el sobrenombre de "apretón de manos canadiense" en los medios de comunicación.
Jubilación
La 90ª y última misión del Shuttle del Canadarm fue en julio de 2011 en STS-135 , entregando el Raffaello MPLM a la ISS y viceversa. Está en exhibición con Atlantis en el Kennedy Space Center Visitor Complex . El Canadarm de Discovery se exhibe junto a él en el Centro Udvar-Hazy del Museo Nacional del Aire y el Espacio . [13] Endeavour dejó su OBSS en la Estación Espacial Internacional como parte de su misión final , mientras que su Canadarm originalmente se iba a exhibir en la sede de la Agencia Espacial Canadiense (CSA). [13] [14] Sin embargo, el Canadarm de Endeavour se encuentra ahora en exhibición permanente en el Museo de Aviación y Espacio de Canadá en Ottawa . [15] [16] [17] El último de los Canadarms en volar en el espacio, el SRMS que voló a bordo del Atlantis en STS-135 en julio de 2011, fue enviado al Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston para un estudio de ingeniería y una posible reutilización en el futuro. misión. [18]
Derivados
Canadarm2
Basado en el Canadarm1, el Canadarm2 más grande se utiliza para atracar las armaduras, atracar los vehículos comerciales e inspeccionar toda la Estación Espacial Internacional .
Canadarm3
Este Canadarm3 más pequeño se utilizará para atracar los módulos e inspeccionar el Lunar Gateway . [19]
En los medios populares
- El 13 de noviembre de 2012, Google Canadá mostró un garabato en su página de búsqueda de inicio para celebrar el 31 aniversario del primer uso del Canadarm en el espacio. [20]
Ver también
- Dextre - Brazo robótico
- Brazo robótico europeo : brazo robótico que se instalará en la ISS
- Kibo (módulo ISS) § Sistema de manipulación remota
- Sistema de servicio móvil : sistema robótico a bordo de la Estación Espacial Internacional
- Strela - Grúa rusa en la Estación Espacial Internacional
Referencias
- ↑ a b c d e Dotto, Lydia (1992). Un legado de excelencia: 25 años en Spar Aerospace Limited . David Steel. Canadá: Spar Aerospace Limited. págs. 41–42. ISBN 0-9696618-0-0.
[Frank] Mee es el inventor de la mano Canadarm, técnicamente conocido como el "efector final".
- ^ Wilks, Brian (2004). Explorando la investigación científica a nivel federal en Canadá: historia, actividades de investigación y publicaciones . Prensa de la Universidad de Toronto. pag. 117. ISBN 9780802088116. Consultado el 22 de noviembre de 2013 .
- ^ a b c Garry Lindberg. "Canadarm y sus conexiones U de A" . Revista U of A Engineer . Universidad de Alberta. Archivado desde el original el 29 de noviembre de 2004 . Consultado el 7 de diciembre de 2011 .
- ^ a b c d e Melbourne, James V. (2001). Haz que el viento sople . Heirloom Publishing Inc. págs. 62–77. ISBN 0-9694247-8-7.
- ^ "El sistema manipulador remoto Shuttle - El Canadarm" . IEEE Canadá . Consultado el 22 de noviembre de 2013 .
- ^ Mujeres de ingeniería: revisión de los logros e impactos científicos de las mujeres , por Jill S. Tietjen, Springer 2016, página 72
- ^ a b "Historial de vuelo de Canadarm" . Agencia Espacial de Canadá. 28 de octubre de 2011 . Consultado el 27 de octubre de 2012 .
- ^ Demeo, ME "SISTEMA DE MANIPULADOR REMOTO (RMS) - ESTUDIO DE VIABILIDAD DEL EXPERIMENTO DE VUELO DE INTERACCIÓN DE ESTRUCTURAS Y CONTROLES (CSI)" (PDF) .
- ^ "Brazo robótico del transbordador espacial Canadarm marca 25 años en el espacio" .
- ^ a b La estructura de Canadarm
- ^ RMS: SISTEMA DE DESPLIEGUE Y RECUPERACIÓN DE CARGA PAGADA
- ^ Ray, Justin (5 de enero de 2011). "Hangar del transbordador espacial de Vandenberg" . Vuelo espacial ahora . Consultado el 27 de octubre de 2012 .
- ^ a b Chris Gebhardt (17 de noviembre de 2010). "Los planes de jubilación de Discovery proporcionan información sobre el destino del brazo robótico" . NASASpaceflight . Consultado el 27 de octubre de 2012 .
- ^ Roland Kiehne (27 de julio de 2012). "Carta: Canadarm debería ser fácil de visitar" . La Gaceta de Montreal . Consultado el 27 de octubre de 2012 .[ enlace muerto permanente ]
- ^ Andy Johnson (2 de mayo de 2013). "Presentación de la exhibición, Hadfield envía el primer 'último comando' de Canadarm desde el espacio" . Noticias CTV . Consultado el 2 de mayo de 2013 .
- ^ Elizabeth Howell (2 de mayo de 2013). "El brazo robótico del transbordador espacial se exhibe en el Museo Canadiense" . Space.com . Consultado el 2 de mayo de 2013 .
- ^ Agencia Espacial Canadiense (2 de mayo de 2013). "El ministro Moore presenta exposición para el icono espacial nacional de Canadá: el Canadarm" . Agencia Espacial Canadiense . Archivado desde el original el 6 de mayo de 2013 . Consultado el 1 de julio de 2013 .
- ^ "Canadarm en exhibición: brazo de robot del transbordador espacial presentado en el museo canadiense" . 2 de mayo de 2013.
- ^ Semeniuk, Ivan (28 de febrero de 2019). "El programa espacial de Canadá establece un nuevo rumbo con un compromiso histórico con el puesto avanzado lunar" . El globo y el correo . Toronto . Consultado el 3 de marzo de 2019 .
- ^ "Google doodle honra a Canadarm en 31" . CBC News . 13 de noviembre de 2012 . Consultado el 13 de noviembre de 2012 .
enlaces externos
- NASA: RMS: SISTEMA DE DESPLIEGUE Y RECUPERACIÓN DE PAGOS
- Agencia Espacial Canadiense: Canadarm
- Archivos digitales de CBC - Canadarm - Una estrella de la tecnología