Canadarm o Canadarm1 (oficialmente Shuttle Remote Manipulator System o SRMS , también SSRMS ) es una serie de brazos robóticos que se utilizaron en los orbitadores del transbordador espacial para desplegar, maniobrar y capturar cargas útiles . Después del desastre del transbordador espacial Columbia , el Canadarm siempre estuvo emparejado con el Orbiter Boom Sensor System (OBSS), que se utilizó para inspeccionar el exterior del transbordador en busca de daños en el sistema de protección térmica .
En 1969, Canadá fue invitado por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) a participar en el programa del Transbordador Espacial . [1] En ese momento aún no se había decidido lo que implicaría esa participación, pero se identificó un sistema manipulador como un componente importante. [1] La empresa canadiense DSMA ATCON había desarrollado un robot para cargar combustible en los reactores nucleares CANDU ; Este robot atrajo la atención de la NASA. [1] En 1975, la NASA y el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) firmaron un memorando de entendimiento por el que Canadá desarrollaría y construiría el Canadarm. [2]
La NRC adjudicó el contrato del manipulador a Spar Aerospace (ahora MDA ). [3] Se construyeron tres sistemas dentro de este contrato de diseño, desarrollo, prueba y evaluación: un modelo de ingeniería para ayudar en el diseño y pruebas del Canadarm, un modelo de calificación que fue sometido a pruebas ambientales para calificar el diseño para su uso en el espacio. y una unidad de vuelo.
Anthony "Tony" Zubrzycki, ingeniero de diseño de DSMA ATCON, [4] mientras estaba adscrito a SPAR, originó el concepto del Canadarm End Effector, inspirado en una banda elástica alrededor de sus dedos. [4] Zubrzycki presentó formalmente este concepto a los funcionarios de la NASA. [4] Frank Mee, jefe del laboratorio de desarrollo mecánico de SPAR, construyó el prototipo del efector final basado en el concepto de Tony y SPAR [4] le acredita como el inventor del efector final Canadarm. El diseño cruzado de tres cables venció a los mecanismos en forma de garra y otros, como el modelo de iris de cámara, [4] que se estaban considerando.
Los principales algoritmos de control fueron desarrollados por SPAR y por el subcontratista Dynacon Inc. de Toronto . CAE Electronics Ltd. en Montreal proporcionó el panel de control y visualización y los controladores manuales ubicados en la cubierta de vuelo de popa del Shuttle. SPAR diseñó y construyó otras interfaces electrónicas, servoamplificadores y acondicionadores de potencia ubicados en el Canadarm en su fábrica de Montreal. El brazo compuesto de grafito que proporciona la conexión estructural entre el hombro y la articulación del codo y el brazo similar que conecta el codo con la muñeca fueron producidos por General Dynamics en los Estados Unidos . Se contrató a Dilworth, Secord, Meagher and Associates, Ltd. en Toronto para producir el modelo de efector final de ingeniería, luego SPAR evolucionó el diseño y produjo las unidades de calificación y vuelo. El software de vuelo del transbordador espacial que monitorea y controla el Canadarm fue desarrollado en Houston , Texas , por la División de Sistemas Federales de IBM . La División de Sistemas de Transporte Espacial de Rockwell International diseñó, desarrolló, probó y construyó los sistemas utilizados para conectar el Canadarm a la bahía de carga útil del orbitador.
El 11 de febrero de 1981 se celebró una ceremonia de aceptación de la NASA en la División RMS de Spar en Toronto. [1] Aquí Larkin Kerwin , entonces jefe de la NRC, le dio al SRMS el nombre informal, Canadarm. [1]
El primer Canadarm fue entregado a la NASA en abril de 1981. [5] La astronauta Judith Resnik desarrolló el software de la NASA y los procedimientos operativos a bordo para el sistema. [6] En total, se construyeron y entregaron a la NASA cinco brazos (nº 201, 202, 301, 302 y 303). El brazo 302 se perdió en el accidente del Challenger . [7]
El Canadarm original era capaz de desplegar cargas útiles que pesaban hasta 65.000 libras (29.000 kg) en el espacio. [8] A mediados de la década de 1990, el sistema de control del brazo fue rediseñado para aumentar la capacidad de carga útil a 586.000 libras (266.000 kg) para respaldar las operaciones de ensamblaje de la estación espacial. [9] Si bien pueden maniobrar cargas útiles con la masa de un autobús cargado en el espacio, los motores del brazo no pueden levantar el propio peso del brazo cuando están en el suelo. [3] Por lo tanto, la NASA desarrolló un modelo del brazo para su uso en sus instalaciones de entrenamiento dentro del Centro Espacial Johnson ubicado en Houston , Texas . El Canadarm también puede recuperar, reparar y desplegar satélites, proporcionar una escalera de extensión móvil para miembros de la tripulación de actividades extravehiculares para estaciones de trabajo o restricciones para los pies, y usarse como ayuda de inspección para permitir a los miembros de la tripulación de vuelo ver las superficies del orbitador o de la carga útil a través de un cámara de televisión en el Canadarm.
La configuración básica del Canadarm consta de un brazo manipulador, una pantalla del Canadarm y un panel de control, que incluye controladores manuales rotacionales y traslacionales en la estación de la tripulación de vuelo de la cubierta de vuelo de popa del orbitador y una unidad de interfaz del controlador del manipulador que interactúa con la computadora del orbitador. Un miembro de la tripulación opera el Canadarm desde la estación de control de la cubierta de vuelo de popa y un segundo miembro de la tripulación generalmente ayuda con las operaciones de las cámaras de televisión. Esto permite al operador del Canadarm ver las operaciones del Canadarm a través de la carga útil de la cabina de vuelo de popa y las ventanas superiores y a través de los monitores de televisión de circuito cerrado en la estación de la cabina de vuelo de popa.
El Canadarm está equipado con un mecanismo explosivo que permite desechar el brazo. Este sistema de seguridad habría permitido cerrar las puertas del compartimiento de carga útil del Orbiter en caso de que el brazo fallara en una posición extendida y no pudiera retraerse. [3]
El Canadarm mide 15,2 metros (50 pies) de largo y 38 centímetros (15 pulgadas) de diámetro con seis grados de libertad . Pesa 410 kilogramos (900 lb) por sí solo y 450 kilogramos (990 lb) como parte del sistema total. El Canadarm tiene seis articulaciones que corresponden aproximadamente a las articulaciones del brazo humano, con articulaciones de inclinación y inclinación del hombro, una articulación de inclinación del codo y articulaciones de inclinación, orientación y balanceo de la muñeca. [10] El efector final es la unidad al final de la muñeca que sujeta el dispositivo de agarre de la carga útil . Los dos segmentos de pluma livianos se denominan brazos superior e inferior. El brazo superior conecta las articulaciones del hombro y el codo, y el brazo inferior conecta las articulaciones del codo y la muñeca. [11] [10]
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Se vio un Canadarm simulado instalado en el transbordador espacial Enterprise cuando las puertas del compartimiento de carga útil del prototipo del orbitador se abrieron para probar las instalaciones del hangar al principio del programa del transbordador espacial. [12] El Canadarm fue probado por primera vez en órbita en 1981, en la misión STS-2 del transbordador espacial Columbia . Su primer uso operativo fue en STS-3 para desplegar y maniobrar el Paquete de Diagnóstico de Plasma. [7] Posteriormente, Canadarm voló en más de 90 misiones con los cinco orbitadores.
Desde la instalación del Canadarm2 en la Estación Espacial Internacional (ISS), los dos brazos se han utilizado para entregar segmentos de la estación para su montaje desde el Canadarm del orbitador al Canadarm2; El uso de ambos elementos en conjunto le ha valido el apodo de "apretón de manos canadiense" en los medios. [13]
La misión número 90 y última del Transbordador Canadarm fue en julio de 2011 en la STS-135 , entregando el Raffaello MPLM a la ISS y de regreso. Está en exhibición con Atlantis en el Complejo de Visitantes del Centro Espacial Kennedy . El Canadarm del Discovery se exhibe junto a él en el Centro Udvar-Hazy del Museo Nacional del Aire y el Espacio . [14] Endeavour dejó su OBSS en la Estación Espacial Internacional como parte de su misión final , mientras que su Canadarm originalmente iba a ser exhibido en la sede de la Agencia Espacial Canadiense (CSA). [14] Sin embargo, el Canadarm del Endeavour está ahora en exhibición permanente en el Museo de la Aviación y el Espacio de Canadá en Ottawa . [15] [16] [17] El último de los Canadarms que voló al espacio, el SRMS volado a bordo del Atlantis en STS-135 en julio de 2011, fue enviado al Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston para estudios de ingeniería y posible reutilización en un futuro. misión. [18]
Basado en el Canadarm1, el Canadarm2 más grande se utiliza para atracar las vigas, atracar los vehículos comerciales e inspeccionar toda la Estación Espacial Internacional .
El Canadarm3 más pequeño se utilizará para atracar los módulos e inspeccionar el Lunar Gateway . [19]
[Frank] Mee es el inventor de la mano Canadarm, técnicamente conocida como el "efector final".
