美國太空部隊（USSF）在2019年12月20日成為美國軍隊的一個正式分支。在啟動后的兩年里，USSF已經(jīng)開始招募新的服務(wù)成員，并計劃如何履行其保護(hù)美國太空資產(chǎn)的使命。

作為任務(wù)規(guī)劃過程的一部分，USSF啟動了幾個研究項目，以及相關(guān)撥款，以幫助開發(fā)新技術(shù)和新能力，使USSF達(dá)到其目標(biāo)。

USSF最初是由開展和支持空間行動的軍警人員和文職人員組成，作為空軍空間指揮部的一部分。因此，空軍研究實驗室（AFRL）正在牽頭定義、審查和管理所有這些研究項目。

維修和回收衛(wèi)星

自1950年代發(fā)射第一顆衛(wèi)星以來，技術(shù)已經(jīng)成熟并發(fā)展到這些衛(wèi)星往往超過其預(yù)期壽命的地步。在衛(wèi)星壽命的這一點上，它可能成為太空中其他物體的一個危險。

有三種選擇：

1.將死亡的衛(wèi)星留在軌道上

2.使衛(wèi)星脫離軌道（墜毀）

3.維修、加油并將衛(wèi)星重新用于另一項任務(wù)—留在軌道上

回想一下，USSF的任務(wù)是保護(hù)美國的太空資產(chǎn)，所以跟蹤、管理和保衛(wèi)美國衛(wèi)星（和其他美國太空飛行器）是USSF的責(zé)任。USSF對每顆在軌衛(wèi)星（美國所有或其他）的未來都有重大利益。

最具成本效益的維修、補(bǔ)充燃料或甚至使衛(wèi)星脫離軌道的方法可能涉及某種形式的機(jī)器人技術(shù)或遠(yuǎn)程遙控機(jī)械。正是在這里，USSF希望投資于新技術(shù)。

與卡內(nèi)基梅隆大學(xué)合作

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員被選為空軍研究實驗室（AFRL）和空軍科學(xué)研究辦公室（AFOSR）選定的一個財團(tuán)的負(fù)責(zé)人，以開拓對衛(wèi)星和其他結(jié)構(gòu)在軌時的機(jī)器人檢查、維護(hù)和制造的研究。

該聯(lián)盟由CMU的主要調(diào)查員Howie Choset領(lǐng)導(dǎo)，與新墨西哥大學(xué)、德克薩斯A&M大學(xué)和諾斯羅普-格魯曼公司的研究人員合作。該小組計劃共同開發(fā)用于智能檢查、靈巧維護(hù)和空間衛(wèi)星敏捷制造的系統(tǒng)。這就是機(jī)器人進(jìn)入畫面的地方。

CMU計算機(jī)科學(xué)學(xué)院機(jī)器人研究所的教授Choset說："這是一個令人難以置信的機(jī)會，我們一起為一個雄心勃勃的目標(biāo)工作。沒有人知道如何為衛(wèi)星和望遠(yuǎn)鏡等航天器加油。"

這項工作將需要人工智能、軟硬機(jī)器人、增材制造、天體動力學(xué)、估計理論、控制和空間系統(tǒng)方面的專業(yè)知識。研究人員打算進(jìn)一步開發(fā)與可自我部署的建筑工具、分散的自主權(quán)、在軌道上將新的部件附加到現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上以及智能和互動檢查有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)。

Choset說："我們對基礎(chǔ)和應(yīng)用研究的設(shè)想將開辟一個新的機(jī)會領(lǐng)域，通過延長、加強(qiáng)或增強(qiáng)衛(wèi)星和其他在軌資產(chǎn)的任務(wù)能力，使其效用最大化。這開創(chuàng)了一個衛(wèi)星能力和配置的新時代，將改變未來的空間操作。"

AFRL和AFOSR選擇了CMU領(lǐng)導(dǎo)的財團(tuán)的提案，"打破'發(fā)射一次，使用一次'的范式"，作為新成立的空間大學(xué)研究倡議（SURI）的一部分。水牛城大學(xué)將領(lǐng)導(dǎo)一個來自賓夕法尼亞州立大學(xué)、佐治亞理工學(xué)院、麻省理工學(xué)院和普渡大學(xué)的團(tuán)隊，進(jìn)行第二個SURI提案，重點是跟蹤和收集空間物體的信息。每項提案都有資格在三至五年內(nèi)每年獲得高達(dá)100萬美元的資金。

CMU的工作將由Choset和Matt Travers領(lǐng)導(dǎo)，他們是機(jī)器人研究所生物機(jī)器人實驗室的聯(lián)合主任；還有Carmel Majidi，他是CMU工程學(xué)院的機(jī)械工程教授，專門研究軟機(jī)器人技術(shù)。他們將在喬塞特和特拉弗斯與諾斯羅普-格魯曼公司以前的工作基礎(chǔ)上，評估機(jī)器人和人工智能在軌道上為衛(wèi)星提供服務(wù)以及在太空中進(jìn)行裝配和制造任務(wù)。