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Aug 30, 2023

Erster USC-Forschungsprototyp startet zum Testen auf der Internationalen Raumstation

CLINGERS, ein einzigartiges Docking-System, wurde entwickelt, um das Erkennen und Andocken zu erleichtern

CLINGERS, ein einzigartiges Andocksystem, soll die Erfassung und Andockvorgänge im Weltraum erleichtern.

USC-Studenten bauen und testen das CLINGERS-Experiment, bevor es ins All fliegt. Im Bild von links: Sami Haq, Henry Adam, Shobhita Rajashekar, Julia Schatz, Adarsh ​​Rajguru

Am 5. Juni startete eine Falcon 9-Rakete von der Cape Canaveral Space Force Station in Florida mit einer ganz besonderen Ladung: CLINGERS, dem ersten experimentellen Forschungsprototyp der USC, der an Bord der Internationalen Raumstation getestet wurde.

CLING ist ein Docking-System, das ursprünglich von Berok Khoshnevis, Louise L. Dunn-Stiftungsprofessor für Ingenieurwissenschaften und angesehener Professor für Bau- und Umweltingenieurwesen, Raumfahrttechnik sowie Luft- und Raumfahrttechnik und Maschinenbau, patentiert wurde.

Testhardware für das CLINGERS-Experiment

Der Mechanismus war ursprünglich für Bodenroboter gedacht, seine Anwendbarkeit für die Raumfahrt wurde jedoch bald klar. Als geschlechtsloses mechanisches Kopplungssystem, das an jede Art von Fahrzeug oder Plattform angebracht werden kann, um eine automatische Verbindung herzustellen, könnte CLING zur Erleichterung von Rendezvous- und Annäherungsoperationen im Weltraum eingesetzt werden. Dies ist ein wichtiger Forschungsbereich, der für das USC Space Engineering Research Center unter der Leitung von David Barnhart von besonderem Interesse ist.

Barnhart, der leitende Forscher des Forschungsprojekts, leitete ein Team aus Doktoranden sowie Studenten, Studenten und Oberstufenschülern, um ein System zu entwickeln, das zwei Funktionen des autonomen Andockens vereint. Erstens die Fähigkeit, die Entfernung und Peilung eines Zielobjekts zu erfassen. Zweitens der Akt der Herstellung der physischen Verbindung.

CLING steht für „Compliant Low-Profile Independent Non-Protruding Genderless System“. Fügen Sie „Elektronische Rendezvous-Sensoren“ hinzu und Sie haben CLINGERS. Diese Doppelnatur der Andockkomponenten bedeutet, dass identische CLINGERS-Hardware auf separaten Raumfahrzeugen untergebracht werden kann, um eine vereinfachte Erfassung und ein effizientes Andocken zu ermöglichen. Mögliche Anwendungen umfassen die Datenübertragung, das Betanken eines Raumfahrzeugs oder den Zusammenbau von Maschinen aus verschiedenen Teilen.

„Mit seiner Auswahl für Tests auf der ISS überschreitet CLINGERS das ‚Tal des Todes‘, dem alle Forschung unterliegt“, sagte Barnhart. „Die Fähigkeit, die anwendbaren Ergebnisse der frühen Forschung zu demonstrieren, ist entscheidend für den Übergang zur tatsächlichen Akzeptanz und Nutzung durch die Industrie, eine oberste Priorität für SERC.“

Sobald CLINGERS an Bord der ISS ist, wird es an seinen Host, Astrobee (eine frei schwebende Plattform, die vom Ames Research Lab der NASA entwickelt wurde) angeschlossen, die Astronauten und Forschern bei der Arbeit innerhalb der ISS helfen soll. Wenn Sie sich ein hummelähnliches Gerät vorstellen, das im Bienenstock der ISS schwebt und hilft, sind Sie nicht weit davon entfernt. Zwei CLINGER werden an separaten Astrobees befestigt und getestet, um verschiedene Andock- und Fangvorgänge durchzuführen.

Zwei der studentischen Leiter des Projekts, Henry Adam, der an der Softwareentwicklung beteiligt war, und Haley Topper, die die Hardware-Integration und -Tests leitete, absolvieren beide Sommerpraktika am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA. Nachdem sie sich bei CLINGERS ihre Auszeichnungen verdient haben, kann sie kaum noch aus der Fassung bringen.

CLINGERS-Missionspatch

„Um zu erkennen, wo sich eine CLINGERS-Einheit im Verhältnis zu einer anderen befindet, verwenden wir einen sogenannten Perspektive- und Punktalgorithmus“, erklärte Adam, ein Student mit Schwerpunkt Raumfahrttechnik. „Kameras an einer Einheit erkennen LEDs an der anderen Einheit und ermitteln so die genaue Entfernung und den genauen Winkel. CLINGERS sendet diese Informationen an Astrobee, damit es sich zu diesem Ziel bewegen kann. Der Vorgang wiederholt sich, bis er nahe genug ist, um anzudocken. Das ist der Erfolg des Experiments.“ Die Algorithmen wurden von einem USC-Doktoranden perfektioniert. Kandidat Adarsh ​​Rajguru, Student Sami Haq und zwei High-School-Schüler, Ezra Eyre und Melodie Ebrahim.

„Es ist fantastisch, schon während unserer Schulzeit die Gelegenheit zu haben, an Projekten wie diesem zu arbeiten“, sagte Topper, ein Masterstudent, der Raumfahrttechnik studiert. „Meine Aufgabe bestand darin, dafür zu sorgen, dass wir alle Teile hatten, die wir brauchten, und ein Team zu leiten, das die Einheiten bauen, die Software integrieren und Testverfahren formulieren konnte. Am Ende haben sich all diese Stunden im Reinraum gelohnt. Wie viele Leute das sagen können.“ dass sie etwas gebaut haben, das in den Weltraum fliegt?“

„Ich bin unglaublich stolz auf die Studenten und dankbar, dass wir von ISI und USC diese einzigartige Gelegenheit unterstützt haben“, sagte Barnhart. „Die Bereitstellung praktischer Schulungen vor dem Abschluss der Studierenden ist eine wirksame Möglichkeit, ihre Ausbildung während ihres Studiums zu erweitern.“

Die Einsätze werden in den nächsten Monaten stattfinden und hängen von der Arbeitsbelastung und Verfügbarkeit der ISS-Besatzungen an Bord ab. Die Aktivierung von CLINGERS wird während des Betriebs live an den SERC-Standort übertragen und lädt die USC-Community ein, an dieser beispiellosen Erfahrung teilzuhaben.

Veröffentlicht am 2. Juni 2023

Zuletzt aktualisiert am 5. Juni 2023