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, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) invitó a Canadá a participar en el programa del transbordador espacial . [1] En ese momento, aún no se había decidido en qué consistiría esa participación, pero se identificó un sistema de manipulación 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 prueba del Canadarm, un modelo de calificación que se sometió a pruebas ambientales para calificar el diseño para su uso en el espacio, y una unidad de vuelo.
Anthony "Tony" Zubrzycki, un ingeniero de diseño de DSMA ATCON, [4] mientras estaba destinado en SPAR, originó el concepto del efector final del Canadarm, 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 es reconocido por SPAR [4] como el inventor del efector final del Canadarm. El diseño de cruce de tres cables conquistó 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 la pantalla y el panel de control y los controladores manuales ubicados en la cabina de vuelo trasera del transbordador. Otras interfaces electrónicas, servoamplificadores y acondicionadores de energía ubicados en el Canadarm fueron diseñados y construidos por SPAR 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 . Dilworth, Secord, Meagher and Associates, Ltd. en Toronto fue contratada para producir el efector final del modelo de ingeniería, luego SPAR desarrolló 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 unir 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 director del NRC, le dio al SRMS el nombre informal de Canadarm. El término fue acuñado originalmente por el Dr. Wally Cherwinski para que lo usara Larkin Kerwin durante su discurso en la conferencia de prensa. [1] El director del proyecto Canadarm del NRC, el Dr. Art Hunter, trabajó con colegas de la NASA y Spar para agregar la bandera canadiense y la marca denominativa en el brazo para que ondearan los colores canadienses junto con los de los EE. UU.
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 (números 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 apoyar las operaciones de ensamblaje de la estación espacial. [9] Si bien puede 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 está en tierra. [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 los miembros de la tripulación de actividades extravehiculares para estaciones de trabajo o reposapiés, y usarse como una ayuda de inspección para permitir que los miembros de la tripulación de vuelo vean las superficies del orbitador o de la carga útil a través de una cámara de televisión en el Canadarm.
La configuración básica del Canadarm consiste en un brazo manipulador, una pantalla del Canadarm y un panel de control, que incluye controladores manuales rotatorios y translacionales 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 la cámara de televisión. Esto permite al operador del Canadarm ver las operaciones del Canadarm a través de la carga útil de la cubierta de vuelo de popa y las ventanas superiores y a través de los monitores de televisión de circuito cerrado en la estación de la cubierta de vuelo de popa.
El Canadarm está equipado con un mecanismo a base de explosivos que permite su lanzamiento. Este sistema de seguridad habría permitido cerrar las puertas del compartimento de carga del orbitador en caso de que el brazo fallara en posición extendida y no pudiera retraerse. [3]
El Canadarm tiene 15,2 metros (50 pies) de largo y 38 centímetros (15 pulgadas) de diámetro con seis grados de libertad . Pesa 410 kilogramos (900 libras) por sí solo, y 450 kilogramos (990 libras) como parte del sistema total. El Canadarm tiene seis articulaciones que corresponden aproximadamente a las articulaciones del brazo humano, con articulaciones de cabeceo y guiñada en el hombro, una articulación de cabeceo en el codo y articulaciones de cabeceo, guiñada y balanceo en la muñeca. [10] El efector final es la unidad en el extremo de la muñeca que agarra el dispositivo de agarre de la carga útil . Los dos segmentos ligeros de la pluma se denominan brazos superior e inferior. La pluma superior conecta las articulaciones del hombro y el codo, y la pluma 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 de la bahía de carga útil del prototipo del orbitador se abrieron para probar las instalaciones del hangar al comienzo del programa del transbordador espacial. [12] El Canadarm se probó por primera vez en órbita en 1981, en la misión STS-2 del transbordador espacial Columbia . Su primer uso operativo fue en la misión STS-3 para desplegar y maniobrar el paquete de diagnóstico de plasma. [7] Posteriormente, el 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 transferir segmentos de la estación para su ensamblaje desde el Canadarm del orbitador al Canadarm2; el uso de ambos elementos en tándem le ha valido el apodo de "Canadian Handshake" en los medios de comunicación. [13]
La 90.ª y última misión del Canadarm en el transbordador fue en julio de 2011 en la STS-135 , llevando el MPLM Raffaello a la ISS y de regreso. Está en exhibición con el 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] El 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 ahora está en exhibición permanente en el Museo de Aviación y Espacio de Canadá en Ottawa . [15] [16] [17] El último de los Canadarms en volar en el espacio, el SRMS volado a bordo del Atlantis en la STS-135 en julio de 2011, fue enviado al Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston para estudio de ingeniería y posible reutilización en una futura misión. [18]
Basado en el Canadarm1, el Canadarm2, de mayor tamaño , se utiliza para atracar las estructuras, 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] En junio de 2024, el contrato completo para el diseño y la construcción del brazo se adjudicó a MDA Space . [20]
[Frank] Mee es el inventor de la mano Canadarm, técnicamente conocida como "efector final".
