АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОБИЛЬНОГО РОБОТА ПРИ РАБОТЕ НА ВНЕШНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ РОССИЙСКОГО СЕГМЕНТА МЕЖДУНАРОДНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ

© Д.В.Бабайцев
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы космического производства"
2015 г.

Внекорабельная деятельность (ВКД) — это деятельность в открытом космическом пространстве, на внешней поверхности космического аппарата (КА), в негерметичных или разгерметизированных отсеках КА. В докладе приводится анализ системы ВКД на Российском сегменте (РС) Международной космической станции (МКС), оценка эффективности и влияние на нее использования мобильного технологического робота.

В настоящее время в мире существует и проектируется большое количество робототехнических систем (РТС) космического назначения. По характеристикам и функциональному назначению РТС делят на грузовые транспортировочные манипуляторы и мобильные роботы (МР). Грузовые манипуляторы являются специализированным инструментом для переноса крупногабаритных объектов и в некоторых случаях используются для стыковки КА. МР является более универсальным средством, который должен выполнять большое количество операций, частично заменяя собой космонавта в скафандре.

Для оценки эффективности внедрения МР в систему ВКД необходимо формализовать и унифицировать типовые операции для человека и робота, определить накладываемые на систему ограничения и критерии эффективности.

За время существования МКС на РС было проведено более 40 выходов в открытый космос. На основе анализа накопленной информации (параметры выполненных задач и операций, интерфейсы внешней поверхности, инструменты и средства фиксации, а также результаты работ) строится модель системы ВКД, унифицированная относительно действующего актора.

Ограничениями, накладываемыми на моделируемый актор, являются: требования безопасности экипажа и живучести станции; требования досягаемости всех предполагаемых мест работы; требования обеспечения страховки и фиксации в месте работы.

Критериями эффективности являются надежность (вероятность успешного выполнения операции), качество выполнения операции и затраты времени.

Предварительный анализ эффективности системы ВКД МР на РС МКС, с учетом предполагаемого облика МР, позволяет сделать следующие выводы:

– внедрение МР расширит возможности экипажа МКС по обслуживанию и эксплуатации станции;

– внедрение МР должно осуществляться без снижения безопасности экипажа и станции, а его использование не должно идти в ущерб функциональным возможностям экипажа;

– эффективное использование МР возможно только при условии взаимной адаптации его и инфраструктуры ВКД.

Системный подход к проблеме и внедрение новых технологий робототехники обеспечат создание и эффективное применение МР на РС МКС.