로봇 네트워크를 활용한 스마트 인공위성 개발

과학자들은 현재 독립적인 로봇 네트워크를 개발 중이며, 이 네트워크는 스마트 인공위성을 만들기 위해 함께 작동합니다. 이러한 스마트 인공위성은 우주에서 다른 인공위성을 수리할 수 있습니다. 현재, 고장난 인공위성을 수리하는 것은 매우 어려운 일입니다. 실제로, 인공위성이 고장나면 지구를 몇 년 동안 공전하다가 중력으로 인해 대기권으로 돌아옵니다.

신시나티 대학교의 Ou Ma 교수는 인공위성을 수리하기 위한 로봇 기술을 개발 중입니다. 그는 대학의 Intelligent Robotics and Autonomous Lab을 운영하며, 다른 인공위성을 수리하고 연료를 보충할 수 있는 로봇 인공위성을 만들고자 합니다.

Ma에 따르면, 최고의 수리 인공위성은 여러 가지 작업을 수행할 수 있어야 합니다. 그는 국제 우주 정거장과 우주 쉴드 프로그램에서 로봇 팔을 다루는 다양한 프로젝트에 참여한 경험이 있습니다.

연구소에서, Ma와 UC의 Anoop Sathyan은 독립적으로 작동하는 로봇 네트워크를 개발 중입니다. 이 네트워크는 공통의 작업을 수행하기 위해 협력합니다.

최근 연구에서, 연구진은 여러 로봇을 사용하여 줄을 이용해 토큰을 목표 지점으로 이동시키는 새로운 게임을 테스트했습니다. 각 로봇은 줄 하나를 제어하며, 다른 로봇의 도움이 필요합니다. 이를 위해 로봇은 각 로봇의 동작에 반응하여 줄의 긴장을 조절합니다.

연구진은 유전적 퍼지 논리라는 인공 지능을 사용하여, 3개의 로봇, 이후 5개의 로봇을 사용하여 토큰을 목표 지점으로 이동시켰습니다.

연구 결과는 이달 Robotica 저널에 발표되었습니다.

5개의 로봇을 사용했을 때, 연구진은 작업을 수행할 수 있음을 확인했습니다. 즉, 하나의 로봇이 고장나더라도 작업을 계속할 수 있습니다.

“로봇의 수가 많을수록, 개별 로봇의 고장 가능성이 낮아집니다.”라고 연구진은 결론지었습니다.

Ma에 따르면, 인공위성의 발사에는 수많은 문제가 있을 수 있으며, 인공위성이 배치된 후에는 거의 아무 것도 할 수 없습니다.

이번 년초, 4억 달러짜리 인텔샛 인공위성이 고장났습니다. 스페이스X의 첫 60개의 스타링크 인공위성도 같은 해에 고장났습니다. 스페이스X의 경우, 인공위성은 지구의 저고도 궤도에서 공전하여 몇 년 후에 대기권으로 돌아옵니다.

가장 유명한 사례는 1990년에 발생했습니다. 허블 우주 망원경이 배치되었을 때, 나사는 후에 망원경의 거울이歪んだ 것을 발견했습니다. 이후 1993년에 우주 쉴드 엔데버호를 이용하여 수리를 수행했습니다. 이 임무는 우주에서 이미지를 받아올 수 있도록 거울을 교체하는 것이었습니다.

인공위성을 수리하기 위해 우주로 인간을 보내기에는 매우 비용이 많이 듭니다. 이러한 임무는 수십억 달러의 비용이 들며, 수행하기도 어렵습니다.

인공위성이 발사될 때마다 이러한 문제가 더 심해집니다.

“대형 상업용 인공위성은 비싸며, 연료가 떨어지거나 고장나거나 손상됩니다. 수리하고 싶지만, 현재는 불가능합니다.”라고 Ma는 말했습니다.

나사는 2022년에 저고도 우주 궤도에서 다른 인공위성을 연료 보충할 수 있는 인공위성을 발사할 계획입니다. Restore-L 프로젝트는 자율적인 인공위성 수리의 증명 개념입니다.

Maxar는 이 프로젝트의 우주선 인프라와 로봇 팔을 제공할 것입니다.

Maxar의 John Lymer는 대부분의 인공위성이 연료가 떨어져 고장난다고 말했습니다.

“완전히 좋은 인공위성을 연료가 떨어져 버리면 사용할 수 없습니다.”라고 그는 말했습니다.

“Ou Ma, 내가 여러 해 동안 함께 일한人は, 랑데부와 근접 조직화에 대해 연구합니다. 기술적인 해결책은 많습니다. 어떤 것이 다른 것보다 나을지, 어떤 것이 운용 위험을 가장 많이 줄일지에 대해 경험을积累해야 합니다.”라고 그는 말했습니다.