Введение

Мобильная система обслуживания (MSS) – это роботизированная система, установленная на борту Международной космической станции (МКС). Запущенная на МКС в 2001 году, она играет ключевую роль в сборке и обслуживании станции: перемещает оборудование и запасы внутри станции, поддерживает работу астронавтов в открытом космосе, обслуживает инструменты и другие полезные нагрузки, установленные на МКС, и используется для наружного обслуживания. Астронавты проходят специализированное обучение для работы с различными системами MSS. MSS состоит из трех основных компонентов:

Система дистанционного манипулирования космической станцией (SSRMS), известная как Canadarm2; мобильная система дистанционного обслуживания (MBS); специальный декстерный манипулятор (SPDM, также известный как "Dextre" или "Canada hand"). Система может перемещаться по рельсам на интегрированной ферменной конструкции, установленной на тележке мобильного транспортера, предоставленной США, на которой размещена базовая система MRS. Программное обеспечение для управления системой было разработано на языке программирования Ada 95. MSS была спроектирована и изготовлена компанией MDA (ранее подразделения MacDonald Dettwiler Associates под названиями MDA Space Missions, MD Robotics и ранее SPAR Aerospace) в качестве вклада Канадского космического агентства в Международную космическую станцию.

Канадская рука

Официально известна как Система дистанционного управления космической станцией (SSRMS). Запущена на STS-100 в апреле 2001 года, эта рука второго поколения является более крупной и продвинутой версией оригинального Canadarm космического челнока. Canadarm2 имеет длину в полностью разложенном состоянии и оснащена семью моторизованными шарнирами (центральный «локоть» и три вращающихся соединения на каждом из концов – «плеча/кисти»). Её масса составляет , диаметр – , и она изготовлена из титана. Рука способна манипулировать большими грузами массой до и помогала в стыковке космического челнока. Она способна к самоперемещению и может двигаться, перехватываясь, подобно гусенице, чтобы достичь различных участков космической станции. В этом движении её ограничивает только количество устройств захвата и передачи данных (PDGF) на станции. PDGF, расположенные по периметру станции, обеспечивают питание, передачу данных и видеосигнал руке через один из двух концевых захватных устройств (Latching End Effectors – LEE). Рука также может перемещаться вдоль всей ферменной конструкции станции, используя мобильную базу. Помимо перемещения самой себя, рука может перемещать любые объекты, оснащенные захватным устройством. При строительстве станции рука использовалась для установки крупных сегментов. Она также может захватывать беспилотные корабли, такие как SpaceX Dragon, космический корабль Cygnus и японский транспортный корабль H-II Transfer Vehicle (HTV), оснащенные стандартным захватным устройством, которое Canadarm2 использует для захвата и стыковки. Рука также используется для отстыковки и высвобождения корабля после завершения миссии. Операторы на борту наблюдают за процессом на трех ЖК-экранах роботизированной рабочей станции (Robotic Work Station – RWS). MSS имеет два блока RWS: один в модуле Destiny и другой в куполе. Одновременно управление MSS осуществляется только с одного блока RWS. RWS оснащена двумя комплектами джойстиков управления: вращающимся (Rotational Hand Controller – RHC) и поступательным (Translational Hand Controller – THC). Кроме того, имеется панель дисплея и управления (Display and Control Panel – DCP) и портативный компьютер (Portable Computer System – PCS). В последние годы большинство роботизированных операций выполняются дистанционно диспетчерами центра управления полетами имени Кристофера К. Крафта-младшего или из Космического центра имени Джона Х. Чапмана Канадского космического агентства. Операторы могут работать посменно, обеспечивая большую гибкость в достижении целей, чем при работе экипажа на борту, хотя и с меньшей скоростью. Космонавты-операторы используются для операций, требующих высокой скорости реакции, таких как захват посещающих кораблей и роботизированная поддержка выходов в открытый космос. Незадолго до 12 мая 2021 года Canadarm2 была повреждена небольшим фрагментом космического мусора, который повредил её теплозащитные экраны и одну из балок. Canadarm 2 также будет использоваться для стыковки модулей космической станции Axiom к МКС.

Специальный манипулятор для ловкости

Специальный манипулятор высокой точности, или "Декстр", – это двухрукий робот меньшего размера, который может крепиться к Canadarm2, МКС или мобильной платформе. Его руки и инструменты способны выполнять деликатные монтажные работы и заменять орбитальные сменные устройства (ОРУ), что сейчас делают астронавты во время выходов в открытый космос. Хотя Canadarm2 может перемещаться по станции, имитируя движение "гусеницы", он не может нести что-либо с собой, если к нему не присоединен Dextre. Испытания проводились в камерах космической симуляции лаборатории Дэвида Флориды Канадского космического агентства в Оттаве, провинция Онтарио. Манипулятор был доставлен на станцию 11 марта 2008 года на корабле STS-123.

Мобильная базовая система

Мобильная система дистанционного обслуживания (MBS) является базовой платформой для роботизированных манипуляторов. Она была добавлена на станцию во время миссии STS-111 в июне 2002 года. Платформа, установленная на мобильном транспортере, может перемещаться самостоятельно, но не может нести груз одновременно, как и Dextre. MBS обеспечивает возможность перемещения двух манипуляторов к рабочим местам вдоль всей ферменной конструкции и фиксации на крепежных элементах по пути. Когда Canadarm2 и Dextre прикреплены к MBS, их общая масса составляет [здесь должна быть указана масса]. Как и Canadarm2, она была построена компанией MD Robotics и имеет минимальный срок службы 15 лет. MBS оснащена четырьмя фиксаторами захвата для передачи данных и электропитания, по одному в каждом из четырех верхних углов. Любой из них может служить базой для двух манипуляторов – Canadarm2 и Dextre, а также для любой полезной нагрузки, которую они могут удерживать. MBS также имеет два места для крепления полезных нагрузок. Первое – это площадка для полезной нагрузки/орбитальных сменных устройств (POA). Это устройство, которое выглядит и функционирует аналогично замыкающим захватным устройствам Canadarm2. Оно может использоваться для установки, питания и управления любой полезной нагрузкой с захватным приспособлением, при этом Canadarm2 остается свободным для выполнения других задач. Второе место крепления – система MBS Common Attachment System (MCAS). Это другой тип системы крепления, используемый для размещения научных экспериментов. MBS также поддерживает астронавтов во время выходов в открытый космос. Она имеет места для хранения инструментов и оборудования, упоры для ног, поручни и точки крепления страховочных тросов, а также камеру. При необходимости астронавт может даже "проехать" на MBS, когда она движется с максимальной скоростью около 1,5 метров в минуту. По обе стороны от MBS расположены вспомогательные средства для перемещения экипажа и оборудования. Эти тележки движутся по тем же рельсам, что и MBS. Астронавты используют их вручную во время выходов в открытый космос для транспортировки оборудования и облегчения передвижения по станции.

Улучшенная сборка бума МКС

27 мая 2011 года был установлен 15,24-метровый (50-футовый) стреловой рычаг с поручнями и инспекционными камерами, прикрепленный к концу Canadarm2.

Прочая робототехника МКС

Во время миссии STS 124 станция получила вторую роботизированную руку – японскую систему дистанционного манипулирования экспериментальным модулем (JEM RMS). JEM RMS используется главным образом для обслуживания открытой экспериментальной платформы JEM Exposed Facility. Дополнительная роботизированная рука, Европейская роботизированная рука (ERA), была запущена вместе с российским многоцелевым лабораторным модулем 15 июля 2021 года. Изначально подключенная к модулю "Пирс", МКС также располагает двумя грузовыми манипуляторами "Стрела". Один из манипуляторов может быть выдвинут до конца модуля "Заря". Другой может быть выдвинут в противоположную сторону и достигать конца модуля "Звезда". Первый манипулятор был собран в космосе в ходе миссий STS 96 и STS 101. Второй манипулятор был запущен вместе с самим модулем "Пирс". Позднее манипуляторы были перемещены в причальный отсек модуля "Поиск" и к модулю "Заря".