Orbital Express fue una misión espacial gestionada por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de los Estados Unidos (DARPA) y un equipo dirigido por ingenieros del Centro Marshall de Vuelos Espaciales (MSFC) de la NASA . El programa Orbital Express tenía como objetivo desarrollar "un enfoque seguro y rentable para dar servicio de forma autónoma a satélites en órbita". [1] El sistema consistía en dos naves espaciales : el satélite de servicio ASTRO y un prototipo de satélite modular de próxima generación en servicio; NEXTSat . La misión se lanzó desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral el 8 de marzo de 2007, a bordo de un vehículo de lanzamiento desechable Atlas V. [2] [3] El lanzamiento fue parte de la misión STP-1 del Programa de Pruebas Espaciales de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos . [4]
El programa Orbital Express fue administrado por la Oficina de Tecnología Táctica (TTO), una de las seis oficinas técnicas de DARPA. [5] Los programas TTO incluyeron tanto "Sistemas Aeroespaciales" como Orbital Express, como "Multiplicadores Tácticos" como el programa "Munición Explosiva Magneto Hidrodinámica ( MAHEM )". [6] ASTRO fue desarrollado por Boeing Integrated Defense Systems , que incluyó el Sistema Manipulador de Demostración Orbital Express (OEDMS) desarrollado por MacDonald, Dettwiler and Associates , [7] y NEXTSat fue desarrollado por Ball Aerospace & Technologies Corp. La participación de la NASA fue a través de la División de Sistemas Automatizados y Encuentro y Acoplamiento Automatizados de la Dirección de Ingeniería en MSFC. La Dirección de Ingeniería de MSFC también administró el Sistema de Guía de Video Avanzado (AVGS) para el proyecto Orbital Express. [8] El mecanismo de reabastecimiento fue diseñado, desarrollado y producido por VACCO Industries. El mecanismo de acoplamiento, así como el adaptador de lanzamiento, fueron diseñados, desarrollados y producidos por Sierra Nevada Corporation (SNC) Space Systems.
El proyecto esperaba demostrar varias operaciones y tecnologías de mantenimiento de satélites, incluyendo operaciones de encuentro , de proximidad y mantenimiento de posición , captura, acoplamiento , transferencia de fluidos (específicamente, hidracina en esta misión) y transferencia de ORU (unidad reemplazable en órbita). Una misión militar principal sería reabastecer de combustible a los satélites de reconocimiento para que puedan mejorar la cobertura, aumentar la sorpresa y ser más resistentes. [9]
Las transferencias de fluido (combustible) y ORU (batería) se completaron con éxito en los niveles más bajos de autonomía de la nave espacial. Las transferencias posteriores durante un período de tres meses tenían como objetivo demostrar una mayor autonomía. [10] [ necesita actualización ]
El sistema manipulador de demostración Orbital Express (OEDMS), proporcionado por MDA Corp., fue la solución robótica integrada de la misión. Consistía principalmente en un brazo robótico de articulación rotatoria de 6 grados de libertad, su aviónica de vuelo (la unidad de control del manipulador o MCU) y el sistema de visión del brazo, dos unidades reemplazables en órbita (ORU) y sus interfaces de conexión a la nave espacial, un dispositivo de fijación visual de objetivo y pinza instalado en NEXTSat y el segmento terrestre del manipulador .
El OEDMS se montó en el ASTRO y se utilizó para capturar y dar servicio al satélite cliente NEXTSat proporcionado por Ball Aerospace. Mediante un brazo robótico en órbita, la misión Orbital Express demostró la captura autónoma de un satélite cliente en vuelo libre sin restricciones, la transferencia autónoma de una unidad de almacenamiento de energía (ORU) con batería funcional entre dos naves espaciales y la transferencia autónoma de una unidad de almacenamiento de energía (ORU) con computadora funcional. Estas operaciones se ejecutaron como parte de escenarios de misión que demostraron secuencias completas de encuentro, captura, atraque y transferencia de ORU autónomos.
Todas las operaciones robóticas se programaron antes de su ejecución y se realizaron de forma autónoma como parte de escenarios de misión cada vez más complejos. Se ordenó al brazo que realizara sus operaciones mediante un comando directo desde tierra o de forma autónoma mediante el software ASTRO Mission Manager. Los escenarios en las primeras fases de las operaciones de vuelo incorporaron una serie de puntos de pausa de Autorización para Proceder (ATP), que requerían que se enviara una señal desde tierra para autorizar al ASTRO Mission Manager a continuar la secuencia. Esto permitió al equipo de operaciones terrestres verificar que el escenario se desarrollaba según lo planeado antes de continuar con el siguiente paso. Los escenarios posteriores incorporaron menos ATP. Los escenarios finales fueron secuencias autónomas compuestas, que realizaban encuentro, captura, transferencia de ORU y transferencia de fluido sin ningún ATP.
El encuentro y acoplamiento final entre las dos naves espaciales se produjo el 29 de junio de 2007. A esto le siguió la demostración final, el cambio de un ordenador de vuelo a bordo de ASTRO. Los planes de la NASA para una misión prolongada con sus propios objetivos de prueba desde mediados de julio hasta septiembre de 2007 fueron abandonados por el coste de una misión tan prolongada. [11] Las dos naves se desacoplaron por última vez, y ASTRO retrocedió a más de 400 km (250 mi) [12] en una prueba del rendimiento del sensor. Después de esto, la nave realizó un encuentro con un punto muerto, donde se llevó a cabo el desmantelamiento. [13] La nave espacial NEXTSat se desactivó el 21 de julio, cuando se apagaron sus ordenadores y los paneles solares apuntaron en dirección opuesta al Sol. Posteriormente, ASTRO liberó su propulsor de hidracina y se desactivó el 22 de julio de 2007. Los satélites se dejaron desintegrar de forma natural. [14]
Se esperaba que NEXTSat tardara entre tres y cinco años en desintegrarse, mientras que el satélite más pesado ASTRO tardaría quince años. [14] Sin embargo, ASTRO volvió a entrar en la atmósfera el 25 de octubre de 2013, [15] [16] después de solo 6,5 años. NEXTSat, por otro lado, se desintegró de la órbita el 21 de abril de 2023, casi 16 años después de su desmantelamiento. [17]
1. https://web.archive.org/web/20100203220541/http://www.boeing.com/bds/phantom_works/orbital.html