Muchas tecnologías que son esenciales para la vida diaria, desde las comunicaciones hasta la navegación GPS y el pronóstico del tiempo, dependen de los miles de satélites que orbitan la Tierra. Cuando esos satélites se quedan sin gasolina y dejan de funcionar, no hay mucho que se pueda hacer actualmente para solucionarlos.

"Cuando un satélite se queda sin combustible, y no tienes forma de repostarlo, ese satélite deja de funcionar, "dijo John Wen, profesor y jefe del Departamento de Electricidad, Computadora, e Ingeniería de Sistemas en el Instituto Politécnico Rensselaer. "Cuando eso pasa, se lanza un nuevo satélite para reemplazar el satélite existente ".

Es costoso pérdida de tiempo, y una realidad cada vez más problemática a medida que los satélites averiados se convierten en parte de la creciente población de desechos espaciales. Un equipo de investigadores de Rensselaer, dirigido por Wen, están trabajando con la NASA en una solución:un robot que podría capturar un satélite en el espacio y atraerlo para acoplarlo, donde repostaría.

"Nuestra parte de la investigación es analizar específicamente el transporte de un satélite masivo, que está mucho más allá de la capacidad de este brazo robótico en la Tierra bajo la gravedad, ", Dijo Wen.

Maxar Technologies está construyendo el brazo robótico para la NASA para que tenga 7 pies de largo y sea delgado para que pueda operar de la manera más eficiente posible en el espacio. Tiene engranajes y articulaciones que le permitirán manejar un gran satélite. Pero estos componentes también introducen flexibilidad, Wen dijo:lo que agrega otra capa de complejidad.

Los investigadores de Rensselaer están trabajando con la NASA para desarrollar algoritmos complejos que controlarán el movimiento del brazo. lo que le permite transportar y acoplar con precisión un satélite a una estación de atraque para repostar.

Wen compara el problema con la dificultad de arrastrar un autobús enorme por el hielo en una pista de hockey. Al igual que el hielo resbaladizo, la falta de gravedad mitiga el desafío de mover un objeto pesado, pero no necesariamente facilita mucho la tarea de controlar cuidadosamente sus movimientos.

"No habrá ningún humano en el espacio para intervenir, ", Dijo Wen." Todo depende del operador de tierra. Entonces, tenemos que hacer una simulación extensa tanto en software, así como en hardware, para asegurarse de que esta operación sea segura ".

Se están realizando esas simulaciones, tanto computacional como físicamente, en el Laboratorio del Centro de Tecnologías y Sistemas de Automatización de Rensselaer. Para simulaciones físicas, el equipo utiliza una configuración de cojinetes de aire (una mesa de hockey de aire, esencialmente) donde un modelo de satélite pequeño puede flotar a lo largo de la superficie, simulando un entorno de gravedad cero. Un brazo robótico más pequeño modela el movimiento que deberá tener lugar en el espacio.

"Es realmente fantástico trabajar con la NASA en un proyecto en el que existe la posibilidad de que lo que estamos desarrollando se vaya a utilizar realmente". "dijo Kimberly Oakes, estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica. "Es una oportunidad que no se obtiene mucho en el campo de la investigación".

El equipo de Wen está trabajando con la División de Proyectos de Servicio de Satélites en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, a medida que desarrollan un conjunto de tecnologías necesarias para repostar un satélite en órbita. Más allá de eso, Wen ve otras aplicaciones para este trabajo.

"Cada vez es más difícil poner en órbita cargas pesadas, así que cuando hablamos de una misión lunar, Misión a Marte, etcétera, cada vez más el montaje tendrá que realizarse en el espacio, Wen dijo:"La tecnología robótica en la que estamos trabajando ahora será la base de ese trabajo en el futuro".