DARPA legt grondwerk voor groei in ruimte-robotica

WASHINGTON - De vooruitstrevende technologie-arm van het Amerikaanse ministerie van defensie gokt erop dat het binnen een paar jaar zo ver gaat dat het sturen van robots naar een hoge baan om satellieten te repareren en op te frissen, nu de overheid en de industrie beginnen te discussiëren regels en protocollen.

"We moeten aan een reeks regels werken", vertelde Program Manager Todd Master van Defense Advanced Research Projects Agency aan SpaceNews.

DARPA lanceerde onlangs een "Consortium voor de uitvoering van Rendezvous and Servicing Operations" om de industrie op tafel te brengen. Het bureau hoopt dat alle grote spelers in de sector zullen toetreden tot de groep, inclusief geosynchrone satellietoperators en de handvol bedrijven die zich voorbereiden op het aanbieden van in-orbit robotic onderhoud aan satellieten.

Deze inspanning is al jaren in de maak. DARPA was een pionier in het concept van het gebruik van robots voor reparaties in de ruimte en investeerde onlangs miljoenen dollars in een publiek-private samenwerking met Space Systems Loral om een ​​autonoom voertuig te bouwen voor het onderhoud van satellieten op 36.000 kilometer boven de aarde.

Master zei dat het gebrek aan duidelijke, algemeen aanvaarde technische en veiligheidsnormen voor het uitvoeren van on-orbit-activiteiten met commerciële satellieten een groot obstakel blijft voor de uitbreiding van de industrie.

De federale overheid heeft regelgevende instanties ingesteld voor ruimtevaartoperaties - de Federal Aviation Administration wordt gelanceerd, de Federal Communications Commission houdt toezicht op de satellietcommunicatie, de National Oceanic and Atmospheric Administration regelt de beeldvorming van de aarde. Maar er is geen regelgevend orgaan voor de nieuwe en grotendeels onbekende activiteit van in-orbit-services.

"Hoe zorgen we ervoor dat dit op een veilige en verantwoorde manier gebeurt?" Meester vroeg. Van het consortium wordt verwacht dat hij een reeks niet-bindende regels goedkeurt waaraan de industrie vrijwillig zal voldoen.

Bedrijven hebben financiële prikkels om dit te doen, zei hij. "Ze willen beleggers en verzekeraars en klanten vertrouwen geven dat ze dingen veilig doen." DARPA zal toezicht houden op geosynchroon satellietwerk en laat NASA projecten met een lage baan om de aarde uitvoeren.

Wettelijke vertraging

DARPA is op weg om het regelgevende consortium te maken na een juridische strijd van zes maanden na zijn beslissing om samen te werken met Space Systems Loral voor het programma dat bekend staat als "robotonderhoud van geosynchrone satellieten" of RSGS.

Het bureau ging op zoek naar een partner in november 2016, startte de busladingen en testte tegen 2019, ging door met integratie van bus en payload tegen 2020 en startte een voertuig tegen maart 2021 voor een inzet van negen maanden.

Het project werd enkele maanden vertraagd nadat de selectie van Space Systems Loral in februari werd geprotesteerd door Orbital ATK, een bedrijf dat al had geïnvesteerd in in-orbit robottechnologie en bezig is met het bouwen van een onderhoudsvoertuig. Orbital betoogde dat DARPA een bepaling van het nationale ruimtevaartbeleid schond die zegt dat de overheid niet moet investeren in systemen die concurreren met commerciële producten.

Het Amerikaanse districtsrechtbank in het oostelijk district Virginia verwierp in juli de vordering van Orbital tegen DARPA. Woordvoerder van het Agency, Jared Adams, zei in een verklaring dat DARPA "tevreden was met de beslissing van de rechter" en keek uit naar "voortzetting van onze samenwerking met publieke en private entiteiten om ons ambitieuze doel te bereiken: robotachtige satellietservices in een baan."

Palo Alto, in Californië gevestigd Space Systems Lora, zei dat het RSGS-programma "naar verwachting de basis zal vormen voor een nieuw bedrijf voor SSL dat zowel commerciële als overheidsbedrijven zal helpen met reparatie, upgrade, verplaatsing en bijtanken van on-orbit-activa."

Orbitale ATK in september kondigde "aanzienlijke vooruitgang" aan met zijn in-space satellietservicesysteem. Riep de missie uitbreiding voertuig, of MEV, het is nu in de aanmaak, volgens een bedrijf nieuwsbulletin, met omstreeks 75 procent van het platform en ballast componenten reeds op de fabricerende plant in Dulles, Virginia. Het ruimtevaartuig begint in het voorjaar van 2018 met tests op systeemniveau en zal eind volgend jaar worden gepland. De MEV-1 zal zijn leven als verankeringsklant, de wereldwijde wagenparkbeheerder Intelsat, vanaf begin 2019 voorzien van levensverlengende satellietservices.

Orbital zei dat het zijn doel is om een ​​vloot van in-orbit servicing-voertuigen te produceren voor reparatie, montage, tanken en in-space transport.

Europese inspanningen

Buiten de Verenigde Staten omvatten bedrijven die het spel beginnen Airbus, die samenwerkt met een Brits bedrijf, Effective Space Solutions. Buitenlandse ruimtevaartorganisaties hebben contact opgenomen met DARPA over deelname aan het consortium, zei Meester. "We proberen nog steeds uit te zoeken hoe we buitenlandse regeringen kunnen betrekken." Wat buitenlandse bedrijven betreft: "Wij verwelkomen hun deelname, dit is bedoeld als een commercieel consortium" en veel belangrijke spelers zijn niet-Amerikaanse bedrijven.

DARPA rekent in de tussentijd op een grote uitbetaling van zijn investering in de RSGS. Wanneer Space Systems Loral zijn eerste robotvoertuig voltooit, moet het in overeenstemming met DARPA satellieten van de overheid in eigendom hebben voordat het de commercialisering van het werk begint. Ambtenaren van het Agentschap in briefings aan contractanten hebben gezegend over hun ambities om in-orbit onderhoud van satellieten een levensvatbare industrie te maken. Ze denken aan satellietbedrijven die robots gebruiken om niet alleen gebroken componenten te repareren, maar ook om de mogelijkheden van ruimtevaartuigen te verbeteren door nieuwe elektronica toe te voegen. De servicevoertuigen met robotarmen zouden vergelijkbaar zijn met die voor het bouwen van het internationale ruimtestation, maar zouden meer geavanceerde niveaus van autonomie en veiligheid hebben.

DARPA probeert de industrie comfortabeler te maken door satellieten te onderhouden in een baan om de aarde en ze langer in bedrijf te houden dan is gepland, waardoor mogelijk honderden miljoenen dollars worden bespaard.

Master zei dat er potentieel is om ongeveer twaalf geosynchrone satellieten per jaar van dienst te zijn. Velen zouden opnieuw moeten worden gepositioneerd en bijgetankt. Maar de bedoeling is om bedrijven "continue upgrades" van satellieten te laten doen, zei hij. "Kun je het vermogen van verouderende ruimtetuigen uitbreiden, nieuwe missiemogelijkheden, verschillende communicatiebanden, meer transponders, nieuwe payloads brengen?" Het grootste deel van de geosynchrone markt is voor commerciële communicatie. Naarmate bedrijven hun vlootplannen herzien, kunnen ze ervoor kiezen om de levensduur van een satelliet bij te werken en uit te breiden in plaats van een nieuwe te kopen en te betalen voor de lancering, Master toegevoegd. "Dat kan een voorstel van een half miljard dollar zijn."

Hij zei dat het consortium op tijd op de grond komt om zich voor te bereiden op een golf van satellieten in de komende decennia. Er zijn vandaag ongeveer 1.500 functionerende satellieten in een baan om de aarde, en duizenden zullen nog meer worden gelanceerd in de komende jaren.

De duurzaamheid van de industrie staat op het spel, zei Master. "We nodigen de ruimtegemeenschap uit om samen met ons een permanente, zichzelf onderhoudende 'one-stop-shop' te creëren waarin de industrie kan samenwerken en met de Amerikaanse overheid kan samenwerken over on-orbit servicing."

DARPA selecteerde een aannemer, Advanced Technology International, gevestigd in Summerville, South Carolina, om het consortium te besturen.

Meester zei dat hij over een jaar graag de eerste versie van de "regels van de weg" zou willen zien voor coöperatieve operaties op de baan. "Wij zijn van mening dat deze normen de markt voor commercieel onderhoud zullen versnellen en de basis zullen vormen voor veilige en verantwoorde ruimtegerichte capaciteiten."