大規(guī)模結(jié)構(gòu)的維護(hù)和保養(yǎng)在太空中尤為重要，因?yàn)槟抢锏沫h(huán)境很惡劣，地球上生產(chǎn)的設(shè)備到了太空中壽命也很有限。機(jī)器人技術(shù)、自主系統(tǒng)和艙外活動(dòng)都已被證明有助于服務(wù)和維護(hù)任務(wù)，并協(xié)助空間界對(duì)各種空間任務(wù)進(jìn)行創(chuàng)新研究。機(jī)器人和自主系統(tǒng)的進(jìn)步提供了廣泛的空間服務(wù)。這包括但不限于制造、裝配、維護(hù)、天文學(xué)、地球觀測(cè)和碎片清除。

 

　　由于涉及危險(xiǎn)操作，僅僅依靠人類建設(shè)者是不夠的，而且目前的技術(shù)已經(jīng)過(guò)時(shí)。

 

　　"我們需要引入可持續(xù)的未來(lái)主義技術(shù)來(lái)支持當(dāng)前和不斷增長(zhǎng)的軌道生態(tài)系統(tǒng)，"通訊作者、林肯大學(xué)博士生馬努-奈爾解釋說(shuō)。"隨著空間任務(wù)規(guī)模的增長(zhǎng)，需要在軌道上建立更廣泛的基礎(chǔ)設(shè)施。太空中的裝配任務(wù)將在滿足日益增長(zhǎng)的需求方面承擔(dān)關(guān)鍵責(zé)任之一"。

 

　　奈爾和他的同事在他們的論文中提出了一個(gè)新的、靈巧的行走機(jī)器人系統(tǒng)，可用于在軌組裝任務(wù)。作為一個(gè)使用案例，研究人員測(cè)試了該機(jī)器人用于組裝25米大口徑太空望遠(yuǎn)鏡（LAST）。

 

　　在軌道上組裝望遠(yuǎn)鏡

 

　　自從哈勃太空望遠(yuǎn)鏡及其繼任者詹姆斯-韋伯太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)射以來(lái)，太空界一直在不斷地朝著部署具有更大孔徑（集光區(qū)的直徑）的更新和更大的望遠(yuǎn)鏡方向發(fā)展。

 

　　在地球上組裝這樣的望遠(yuǎn)鏡，如25米的LAST，由于其尺寸有限，我們目前的運(yùn)載火箭不可能做到。這就是為什么較大的望遠(yuǎn)鏡最好需要在太空（或軌道）中組裝。

 

　　奈爾說(shuō)："LAST在軌調(diào)試的前景激發(fā)了深空天文學(xué)和地球觀測(cè)的科學(xué)和商業(yè)興趣。為了在太空中組裝一個(gè)如此巨大的望遠(yuǎn)鏡，我們需要合適的工具。盡管傳統(tǒng)的太空行走機(jī)器人候選人很靈巧，但他們?cè)跈C(jī)動(dòng)性方面受到限制。因此，對(duì)于未來(lái)的在軌行走機(jī)器人設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，在不影響靈巧性的情況下，納入移動(dòng)功能以提供更大的工作空間是非常重要的。"

 

　　E-Walker機(jī)器人

 

　　研究人員提出了一個(gè)七自由度全靈巧的端面行走機(jī)器人（一個(gè)四肢發(fā)達(dá)的機(jī)器人系統(tǒng)，可以沿著表面移動(dòng)到不同的位置，以七度運(yùn)動(dòng)能力執(zhí)行任務(wù)），或者簡(jiǎn)而言之，E-Walker。

 

　　他們進(jìn)行了一次深入的設(shè)計(jì)工程練習(xí)，以測(cè)試該機(jī)器人在軌道上有效組裝25米LAST的能力。該機(jī)器人與現(xiàn)有的Canadarm2和國(guó)際空間站上的歐洲機(jī)械臂進(jìn)行了比較。此外，還開(kāi)發(fā)了一個(gè)用于地球模擬測(cè)試的按比例縮小的原型，并進(jìn)行了另一項(xiàng)設(shè)計(jì)工程練習(xí)。

 

　　"我們的分析表明，擬議的創(chuàng)新E-Walker設(shè)計(jì)被證明是多功能的，是未來(lái)在軌任務(wù)的理想候選者。"Nair解釋說(shuō)："E-Walker將能夠通過(guò)在太空中執(zhí)行組裝后的常規(guī)維護(hù)和服務(wù)任務(wù)來(lái)延長(zhǎng)任務(wù)的生命周期。對(duì)縮減原型的分析表明，它也是在地球上進(jìn)行服務(wù)、維護(hù)和裝配作業(yè)的理想候選者，例如對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)進(jìn)行定期維護(hù)檢查。"

 

　　然而，仍有許多東西有待探索。這項(xiàng)研究?jī)H限于對(duì)E-Walker的全尺寸和原型模型進(jìn)行設(shè)計(jì)工程分析。奈爾解釋說(shuō)。"E-Walker的原型設(shè)計(jì)工作現(xiàn)在正在林肯大學(xué)進(jìn)行；因此，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和確認(rèn)將單獨(dú)發(fā)表"。