用来拯救以及回收卫星的机器人

当卫星遭遇破裂（这往往令人惊讶），我们的手段有时难以施展援手。它们作为昂贵的漂浮物，伴随地球上空的数代或数代人穿行，直到最终的重力将它们拉向大气层的炙热命运。辛辛那提大学的教授欧马博士正投身于智能机器人与自治系统实验室的工作，致力于研究如何修复轨道上的卫星。他的愿景是设计机器人卫星，使其能够与其他卫星对接进行维修或补充燃料。

欧马博士提到，每次卫星发射都可能存在数以百万计的潜在故障。据SpaceNews报道，今年一颗价值高达四亿美元的Intelsat卫星在高椭圆轨道部署后出现故障，其体积堪比一辆小型校车。尽管SpaceX发射的前60颗Starlink卫星中有几颗也出现了问题，但它们位于低地球轨道上，预计会在未来几年内逐渐消失。

历史上最著名的卫星故障之一发生在1990年，哈勃太空望远镜部署之初就因NASA发现其昂贵的镜头出现扭曲而备受关注。随后的维修任务在奋进号航天飞机上进行，成功更换了望远镜的镜片，提供了震撼的宇宙图像。欧马博士指出，将人类送往太空进行维修非常昂贵，航天飞机上的宇航员曾执行了多次哈勃服务任务，总耗资数十亿美元。

全球各大国际太空计划都面临着有故障卫星的困扰，从日本到俄罗斯无一幸免。问题不仅限于地球轨道。欧马提到一个案例：由于工程师在推进器软件中使用单位错误（磅而非牛顿），导致NASA轨道器坠入火星。推进器的实际发射力仅为预期的四分之一，导致航天器的轨道大幅降低。如今，随着发射成本的不断增加和发射机会的逐渐减少，修复而非替换卫星的需求愈发迫切。

欧马博士强调：“大型商业卫星价值高昂，一旦燃料耗尽、发生故障或崩溃，后果严重。”他表示：“NASA正在试图改变这一现状，计划于2022年发射一颗特殊卫星，为低地球轨道上的其他卫星加油。名为Restore-L的项目旨在为自主卫星维修提供概念证明。”

科罗拉多州的一家公司Maxar正在为此项目提供航天器基础设施和机械臂。该公司的首席机器人专家约翰·莱默表示，大多数卫星并非因严重故障而停用，而是因为燃料耗尽。他强调，如果能够成功为卫星加油，将为航空业带来巨大的福音。此外他还提到了欧马教授实验室工作的先进性和对学生发展的重要性。他认为对接技术将是未来的发展方向，学生正在研究如何让卫星在太空中与其他卫星对接的自动导航技术是一项具有挑战性的任务，因为零重力环境下意外碰撞的后果可能非常严重。为此需要高度精确的控制技术来预测和操作目标卫星的行为。欧马教授及其团队通过先进的仿真工具来模拟预测目标卫星的动态行为以确保安全捕获和操作这些卫星。此外实验室还通过微型机器人技术模拟太空环境进行算法测试为未来的太空任务做准备。随着科技的不断进步我们有理由相信未来的太空探索将更加便捷高效为人类开启全新的探索时代。在二维平面上，尽管我们的移动被限制在X和Y轴上，但导航的概念仍然能够得以三维化应用。这一点，巴思清晰地阐述了他的观点。

欧马正致力于研究如何通过复杂的机器人技术实现卫星的远程维修。他的实验室配备了多个工业级的机械臂，它们具备七关节灵活性，以此进行全方位的运动。据欧马所言，维修卫星的发展将趋向多元化任务处理模式。他的职业生涯中涉及了众多与太空机械臂相关的项目，包括国际空间站和航天飞机计划。他的贡献在空间站的设备上留下了独特的印记。

辛辛那提大学的研究团队正探索如何让机器人独立运作又能协同完成任务的方法。实验室中的机器人正在进行一系列的测试，这些测试基于一个有趣的实验游戏：机器人通过操控绳子移动令牌到指定位置。通过遗传模糊逻辑的人工智能技术，研究人员成功地实现了三个或五个机器人的协同工作，成功地将令牌移动到目标位置。这一成果已在《机器人杂志》上发表。这一研究的亮点在于，即便面对机器人故障的情况，通过多个机器人的协同合作，依然可以完成任务。对此欧马指出：“在数量众多的机器人面前，个体责任的分散使得任务完成更为可靠。”他对太空的热情贯穿了他的职业生涯。在新墨西哥州立大学，他研发了模拟低重力环境的机械装置，为学生提供了独特的训练体验。

欧马强调，由于太空维修的高昂代价，卫星的远程维修已成为航空业的重要议题。尽管当前的技术尚未完全成熟，但他预测在未来五到十年内，随着技术的进步，这项技术将得到商业化应用。美国国防高级研究计划局的前项目经理戈登·罗斯勒也表达了类似的观点，强调卫星远程维修的经济合理性及其必要性。随着新卫星需要适应基本的维修和对接目标的需求增加，太空商业化的趋势愈发明显。正如巴尔特所说：“时间就是生命。”太空领域的商业化趋势为毕业生提供了丰富的航空航天工程工作机会。欧马的研究正在推动这一领域的知识前沿发展，为未来的太空项目铺平道路。他的工作不仅关乎技术的开发和完善，更关乎人类对于太空探索的无限憧憬和梦想的实现。