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Aug 30, 2023

Lancio del primo prototipo di ricerca USC per i test sulla Stazione Spaziale Internazionale

CLINGERS, a unique docking system, is designed to facilitate sensing and docking

CLINGERS, un sistema di aggancio unico, è progettato per facilitare le operazioni di rilevamento e attracco nello spazio.

Gli studenti della USC costruiscono e testano l'esperimento CLINGERS prima che voli nello spazio. Nella foto da sinistra: Sami Haq, Henry Adam, Shobhita Rajashekar, Julia Schatz, Adarsh ​​Rajguru

Il 5 giugno, un razzo Falcon 9 è stato lanciato dalla Cape Canaveral Space Force Station in Florida con un carico molto speciale: CLINGERS, il primo prototipo di ricerca sperimentale della USC ad essere testato a bordo della Stazione Spaziale Internazionale.

CLING è un sistema di aggancio originariamente brevettato da Berok Khoshnevis, Louise L. Dunn Endowed Professorship in Engineering e Distinguished Professor di Ingegneria civile e ambientale, Astronautica e Ingegneria aerospaziale e meccanica.

Testare l'hardware per l'esperimento CLINGERS

Inizialmente il meccanismo era destinato ai robot terrestri, ma presto divenne chiara la sua applicabilità all’astronautica. Essendo un sistema di accoppiamento meccanico senza genere che può essere collegato a qualsiasi tipo di veicolo o piattaforma per effettuare una connessione automatica, CLING potrebbe essere utilizzato per facilitare le operazioni di rendezvous e di prossimità nello spazio. Questa è un'area di ricerca chiave di particolare interesse per il Centro di ricerca sull'ingegneria spaziale dell'USC, diretto da David Barnhart.

Barnhart, il ricercatore principale del progetto di ricerca, ha guidato un team di dottorandi e studenti laureati, universitari e delle scuole superiori per sviluppare un sistema che unisce due funzioni coinvolte nell'attracco autonomo. Innanzitutto, la capacità di percepire la portata e il rilevamento di un oggetto di destinazione. In secondo luogo, l'atto di stabilire la connessione fisica.

CLING sta per "Sistema senza genere, indipendente e non sporgente, a basso profilo e conforme". Aggiungi "Sensori elettronici per rendezvous" e avrai CLINGER. Questa duplice natura dei componenti di aggancio significa che l'hardware CLINGERS identico può essere posizionato su veicoli spaziali separati per consentire un rilevamento semplificato e un attracco efficiente. Le potenziali applicazioni includono il trasferimento di dati, il rifornimento di carburante di un veicolo spaziale o l'assemblaggio di macchinari da diverse parti.

"Essendo selezionato per i test sulla ISS, CLINGERS trascende la 'valle della morte' a cui è soggetta tutta la ricerca", ha affermato Barnhart. "La capacità di dimostrare i risultati applicabili delle prime ricerche è fondamentale per rendere la transizione verso l'effettiva accettazione e utilizzo da parte dell'industria, una priorità assoluta per il SERC."

Una volta a bordo della ISS, CLINGERS sarà attaccato al suo ospite, Astrobee (una piattaforma fluttuante sviluppata dal NASA Ames Research Lab), progettata per aiutare gli astronauti e i ricercatori a operare all'interno della ISS. Se stai immaginando un dispositivo simile a un calabrone che si libra e aiuta nell'alveare della ISS, non sei lontano. Due CLINGER verranno applicati per separare gli Astrobei e testati per eseguire varie procedure di attracco e cattura.

Due degli studenti responsabili del progetto, Henry Adam, coinvolto nello sviluppo del software, e Haley Topper, che ha gestito l'integrazione e i test dell'hardware, stanno entrambi svolgendo stage estivi presso il Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA. Dopo essersi guadagnati i gradi di CLINGERS, ben poco può turbarli.

Toppa missione CLINGERS

"Per rilevare la posizione di un'unità CLINGERS rispetto a un'altra, utilizziamo quello che viene chiamato algoritmo di prospettiva e punto", ha spiegato Adam, uno studente universitario laureato in ingegneria astronautica. "Le telecamere su un'unità rilevano i LED sull'altra unità, identificando la distanza e l'angolo esatti. CLINGERS invia queste informazioni ad Astrobee in modo che possa spostarsi verso quella destinazione. Il processo si ripete finché non è abbastanza vicino per attraccare. Questo è l'esperimento riuscito." Gli algoritmi sono stati perfezionati da un dottorato di ricerca della USC. il candidato Adarsh ​​Rajguru, lo studente universitario Sami Haq e due studenti delle scuole superiori, Ezra Eyre e Melodie Ebrahim.

"È fantastico avere l'opportunità di lavorare su progetti come questo mentre siamo ancora a scuola", ha affermato Topper, uno studente del Master in Ingegneria Astronautica. "Il mio lavoro consisteva nell'assicurarmi che avessimo tutte le parti di cui avevamo bisogno e nel gestire un team in grado di costruire le unità, integrare il software e formulare procedure di test. Alla fine, tutte quelle ore trascorse nella camera bianca ne sono valse la pena. Quante persone possono dirlo che hanno costruito qualcosa che andrà nello spazio?"