In augustus 2021, nieuwe testapparatuur aangekomen bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, in de vorm van een zwaartekracht-offsettafel. NASA-ingenieurs zullen de tafel gebruiken om robotachtige satellietservicetechnologieën te testen die ooit in de ruimte zullen werken.

Een zwaartekracht-offsettafel is een groot stuk graniet dat wordt gebruikt voor het testen van ladingen in de ruimte in gesimuleerde omstandigheden zonder zwaartekracht. Met afmetingen van 8 voet bij 10 voet en een gewicht van 8,5 ton, de plaat wordt precies gepolijst en vervolgens geëgaliseerd. Een slee bovenop houdt de testhardware vast. Drie luchtlagers onder de slee geven een dunne luchtlaag af uit een onder druk staande bron waardoor items kunnen "zweven, " die simuleert hoe een lading in de ruimte beweegt.

"Het is eigenlijk als een omgekeerde airhockeytafel, " zei Joe Easley, leider van een robotoperatorgroep bij NASA's Exploration and In-Space Services Division bij NASA Goddard. "Voor airhockey, een tafel geperforeerd met luchtstralen drijft een puck. In ons systeem, het lijkt meer op de puck, met de massa van een satelliet, zweeft zelf."

Om echte zwaartekracht te bereiken, de tafel zou zes vrijheidsgraden of richtingen moeten simuleren waarin objecten kunnen bewegen. De zwaartekracht-offsettafel heeft drie vrijheidsgraden. Het komt heel dicht in de buurt van de zwaartekracht - zo dichtbij dat je de lading met je vinger zou kunnen duwen, en het zou van je wegglijden, net als in de ruimte.

NASA Goddard gebruikt deze zwaartekracht-offsettechniek voor het ontwikkelen van satellietservicetechnologieën sinds de ontvangst van de eerste zwaartekracht-offsettafel begin 2017. Het werd en wordt nog steeds gebruikt voor het testen van elementen van de On-orbit Servicing, Samenkomst, en productie 1 (OSAM-1) missie, die robotisch een satelliet in de ruimte zal bijtanken. Deze techniek zorgt ervoor dat onze complexe simulaties nauwkeurig en realistisch zijn.

Het simuleren van een ruimteachtige omgeving is van cruciaal belang voor OSAM-1-tests. De technologiedemonstratiemissie zal gebruik maken van een service-ruimtevaartuig met twee robotarmen die de snelheid moeten evenaren met en vastgrijpen aan een klantsatelliet om het bij te tanken. Dit is geen gemakkelijke prestatie, aangezien de client-satelliet niet is ontworpen om te worden gegrepen, en deze operatie moet volledig autonoom zijn. Reik te ver en de servicer kan de satelliet wegduwen; niet ver genoeg reiken, en de servicer kan de satelliet missen. Met een zwaartekracht-offsettafel kan NASA testen hoe een robotarm zou interageren met een satelliet in de ruimte, die wordt nagebootst door de lading bovenop de slee.

"Het vertegenwoordigt de natuurkunde vrij goed, "Zei Easley. "Als ik met mijn hand op een satelliet in de ruimte zou duwen, het zou waarschijnlijk veel bewegen zoals de zwaartekracht-offset-tafel het hier op aarde zou verplaatsen, met een paar meer richtingsbeperkingen op aarde, natuurlijk."

De twee zwaartekracht-offsettafels van Goddard hebben in wezen hetzelfde ontwerp en dezelfde mogelijkheden. Met de nieuwe zwaartekracht-offsettafel kunnen ingenieurs verschillende satellietservicetoepassingen tegelijk testen. Ingenieurs zijn van plan om de nieuwe zwaartekracht-offsettafel te gebruiken om hardware te testen, de zogenaamde grapple-fixtures, die het gemakkelijker maken om satellieten vast te grijpen en, daarom, service wanneer opgenomen in het ontwerp.

"Het simuleren van ruimte-achtige omstandigheden op aarde met zwaartekracht-offset-tabellen vergroot het vermogen van NASA om baanbrekende technologieën te testen en de kans op succes in unieke missies te maximaliseren, ' zei Easley.