從通信到GPS導(dǎo)航再到天氣預(yù)報(bào)，許多對(duì)日常生活至關(guān)重要的技術(shù)都依賴于環(huán)繞地球運(yùn)行的數(shù)千顆衛(wèi)星。當(dāng)這些衛(wèi)星的汽油用完并停止工作時(shí)，目前無法進(jìn)行任何修復(fù)工作。

倫斯勒理工學(xué)院電氣，計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)工程學(xué)系系主任兼教授約翰·溫說：“當(dāng)一顆衛(wèi)星的燃料用完了，而您又沒有辦法為其加油時(shí)，該衛(wèi)星就會(huì)停止工作。”“發(fā)生這種情況時(shí)，將發(fā)射一顆新衛(wèi)星來替代現(xiàn)有衛(wèi)星。”

隨著損壞的衛(wèi)星成為越來越多的空間碎片的一部分，這是一個(gè)昂貴，耗時(shí)且日益成問題的現(xiàn)實(shí)。由Wen領(lǐng)導(dǎo)的Rensselaer的一組研究人員正在與NASA合作開發(fā)一種解決方案：一種可以捕獲太空中的衛(wèi)星并將其拉入對(duì)接并進(jìn)行加油的機(jī)器人。

溫家寶說：“我們的研究部分是專門研究運(yùn)送一顆巨大的衛(wèi)星，這超出了地球上這種機(jī)械臂在重力作用下的能力。”

Maxar Technologies正在為NASA建造機(jī)械臂，該機(jī)械臂的長(zhǎng)度為7英尺，又細(xì)，可以在太空中盡可能高效地運(yùn)行。它具有齒輪和接頭，可以處理大型衛(wèi)星。溫說，但是這些組件也帶來了靈活性，這又增加了另一層復(fù)雜性。

Rensselaer的研究人員正在與NASA合作，開發(fā)復(fù)雜的算法來控制手臂的運(yùn)動(dòng)，從而使其能夠準(zhǔn)確地將衛(wèi)星運(yùn)輸并?？吭谕２凑具M(jìn)行加油。

溫家寶將這個(gè)問題與曲棍球溜冰場(chǎng)中的大型公交車沿著冰層拖拽的困難進(jìn)行了比較。就像滑冰一樣，重力的缺乏減輕了移動(dòng)重物的挑戰(zhàn)，但并不一定會(huì)使仔細(xì)控制其運(yùn)動(dòng)的任務(wù)變得更加容易。

溫家寶說：“太空中不會(huì)有人干預(yù)。”“這完全取決于地面操作員。因此，我們必須在軟件和硬件中進(jìn)行廣泛的仿真，以確保此操作的安全性。”

這些模擬是在Rensselaer的自動(dòng)化技術(shù)和系統(tǒng)中心進(jìn)行的，無論是在計(jì)算上還是在物理上。對(duì)于物理模擬，該團(tuán)隊(duì)使用了一個(gè)空氣軸承裝置(本質(zhì)上是一個(gè)冰球桌)，其中一個(gè)小型衛(wèi)星模型可以沿著表面漂浮，以模擬零重力環(huán)境。較小的機(jī)械臂可模擬需要在太空中進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)。