当卫星破裂时（这常常令人惊讶），我们可能无能为力。它们变成昂贵而危险的漂浮物，在地球上空运行了好几代或几代人，直到重力最终将它们引向大气中的火热死亡。 　　辛辛那提大学（University of Cincinnati）教授欧马（Ou Ma）在他的机器人技术的研究，以修复轨道卫星。他设想机器人卫星可以与其他卫星对接进行维修或加油。 　　欧马说每次发射卫星都会出错一百万次。但是对于大多数故障来说，一旦卫星部署。据SpaceNews报道，一颗价值4亿美元的Intelsat卫星在到达高椭圆轨道后，今年发生了故障，其大小相当于一辆小型校车。今年，SpaceX发射的前60颗Starlink卫星中的几颗也发生了故障，但它们的低地球轨道旨在在短短几年内消失。 　　可能是有史以来最著名的卫星故障，发生在1990年，当时哈勃太空望远镜仅被部署用于NASA以了解其昂贵的镜子被扭曲了。随后在1993年奋进号航天飞机上进行的维修任务更换了镜子，以提供令人惊讶的宇宙图像。欧马说，将人类送往太空进行卫星维修非常昂贵。航天飞机上的宇航员执行了随后的四次哈勃服务任务，总耗资数十亿美元。 　　有故障的卫星困扰着从日本到俄罗斯的大多数国际太空计划。问题不仅限于地球轨道。1999年，由于工程师在推进器软件中使用磅而非公制牛顿，导致NASA轨道器坠入火星。推进器的发射力比预期的少四倍，航天器的轨道非常低。欧马说，每次发射都无法修复卫星，这成为一个更加紧迫的问题。 　　欧马说：“大型商业卫星价格昂贵。它们耗尽燃料，发生故障或崩溃。” “他们希望能够在那里进行修复，但是如今已经不可能了。”NASA希望改变这种状况。该机构将于2022年发射一颗能够为低地球轨道上的其他卫星加油的卫星。目标是拦截并为美国政府的卫星加油。美国宇航局说，名为Restore-L的项目有望为自主卫星维修提供概念证明。 　　科罗拉多州一家名为Maxar的公司正在为该项目提供航天器基础设施和机械臂。Maxar首席机器人专家约翰·莱默（John Lymer）说，大多数卫星都是因为耗尽了燃料而停止使用的，而不是因为严重故障。他说，单靠加油将为航空业带来福音。 　　他说：“您正在淘汰一颗质量很好的卫星，因为它的汽油已经用完了。”莱默说，他熟悉欧马在他的智能机器人和自治系统实验室中所做的工作。“与我合作多年的欧玛（Ou Ma）致力于会合和邻近组织。那里有各种各样的技术解决方案。有些会比其他的要好。这是关于获得操作经验以找出谁的算法更好什么最大程度地降低了操作风险。”莱默（Lymer）表示，该行业已准备就绪，将为像加州大学（UC）的航空工程专业学生创造福音。他说：“我认为这是未来。我们将爬进它，而不是飞跃。”在欧马的实验室中，学生正在研究卫星需要与太空中其他卫星对接的自动导航。这是一项棘手的事情，因为零重力的意外碰撞会导致一辆或两辆汽车翻滚。
图片来源：Andrew Higley / UC Creative Services 　　欧马说：“很容易使它在太空中翻滚，因为没有东西握住它。卫星变得更难抓。如果它开始翻滚，它基本上可以永远翻滚。它不会自行停止。”他说，工程仿真可以预测目标卫星的动态行为，因此接近的卫星可以安全地捕获目标卫星。他说：“我们拥有仿真工具，因此可以从那里准确预测其行为。” 　　欧马说：“在太空中抓东西确实很困难。要抓取那些在太空中翻滚的东西则更加困难。” “您必须非常小心地预测动态行为并执行精确的控制，以便可以'翻转'卫星并轻轻地抓住它。”
应用于三个维度。 　　欧马还在研究卫星进行远程维修所需的复杂机器人技术。他的实验室有几个工业大小的机械臂，带有七个关节，可以使它们进行全方位的运动。欧马说，最有用的维修卫星将能够完成多项任务。在他的职业生涯中，他从事过与国际空间站和以前的航天飞机计划有关的机械手臂的各种项目。他的签名飘浮在空间站上一台设备上的轨道上。 　　“这台机器人将对算法和传感器技术进行一些控制测试，”欧马指出，他的实验室中有一个人类大小的机器人手臂。“我们不是在模拟特定的任务，而是在未来的任务中使用经过测试的新技术。”Ma和UC的高级研究助理Anoop Sathyan在他的实验室中，正在开发可以独立工作但可以共同完成一项共同任务的机器人网络。
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