遥控机器人很快就能在太空建造巨大的太阳能发电场， 最近在英国进行的测试。英国初创公司 Space Solar 证明机器人可以组装千兆瓦级太阳能卫星，为未来的太空基础设施开辟了新的可能性。
内容索引
- 太空中的机器人装配是如何工作的？
- 为什么机器人对太空基础设施至关重要？
- 需要克服哪些技术挑战？
- 项目时间表和未来前景
- 经济和环境影响
机器人如何组装太空基础设施？
测试 阿尔巴桁架, 在英国原子能管理局的先进设施中进行 在牛津大学卡勒姆校区，他使用遥控双臂机器人操纵器演示了机器人可以组装千兆瓦级太阳能卫星。
这些机器并不是我们在地球上的工厂里所看到的普通工业机器人。它们被设计用于在太空真空中运行，承受辐射，并且在没有氧气的情况下工作。 萨姆·阿德伦太空太阳能公司联合首席执行官解释了太空中太阳如何每天 24 小时照耀，这些卫星一旦建成，就会捕获太阳能并以微波的形式传输到地球。
该项目证明，机器人可以组装称为“纵梁”的比例结构部分，这是构成卫星框架核心的管状元件。与有史以来在太空中建造的最大结构国际空间站不同，这些卫星需要更加复杂和大规模的组装。
正如我们所强调的 说到 2025 年的机器人趋势，自适应人工智能和先进的传感器正在改变机器人在极端环境中的运行方式。
为什么太空基础设施必然需要机器人？
答案既简单又引人注目：太空对于人类来说是一个致命的环境。 罗伯·白金汉教授英国原子能机构执行主任强调，在地球上建造像聚变发电厂这样完全由远程控制的复杂机器与在太空中建造建筑物类似。
宇航员的舱外活动极其昂贵且危险。 据业内专家介绍，利用机器人远程组装、维护和拆除基础设施更加高效，并降低了宇航员面临的风险。想想耗资数十亿美元的航天飞机修复哈勃望远镜的任务：它们之所以特殊，正是因为此类操作通常成本高昂。
英国原子能机构选择与 Space Solar 合作，因为核聚变和空间机器人有几个共同点：它们不需要含氧环境，并且可以在不同程度的辐射下运行。这种技术协同作用可以加速两个行业的发展。
未来的太空基础设施不仅限于太阳能电池板。 示威活动打开了大门 从数据中心到能源设施，涵盖宇宙中的所有类型的项目。想象一下火星上的轨道数据中心、月球通信站，甚至采矿设施。
空间基础设施机器人需要克服哪些技术挑战？
太空机器人面临着远远超出地球的独特挑战。首先，存在通信延迟的问题：从地球控制月球上的机器人需要几秒钟的延迟，无法实现精细操作的实时控制。
出于这个原因， 自主权至关重要 因为，由于光速的限制，不可能从地球远程控制这些机器人的每一个动作。机器人必须配备先进的人工智能才能做出独立的决策。
神经形态技术成为一种关键的解决方案。这项技术非常适合太空应用：更低的功耗意味着更少的热量耗散，并且在相同的电力预算下可实现高达五倍的计算能力。
另一个关键方面涉及机器人本身的材料和结构。它们必须承受从阴凉处的-270°C到阳光下的120°C以上的极端温度、宇宙辐射和微陨石。此外，由于缺乏重力，产生的运动动力与地球上的运动动力完全不同。
我们发生了争执 机器人未来的风险和机遇，强调自主系统的设计需要精确的规则来确保安全。
我们什么时候才能看到第一个由机器人建造的太空基础设施？
开发时间比您想象的要近。 Space Solar 预测 到 30 年投入使用其首个 2029MW 示范系统，到 30 年代初达到千兆瓦级容量。
从更直观的角度看，一个 30 兆瓦的系统可以为大约 1000 户家庭供电，而一千兆瓦的系统可以满足一个中型城市的能源需求。规划的结构令人印象深刻：卫星设计长几公里，宽约20米。
AlbaTRUSS 项目得到了科学技术设施委员会概念验证资金的支持，而这仅仅是一个开始。 美国宇航局正在同时开发 ARMADAS（自动可重构任务自适应数字装配系统）计划，旨在为轨道或月球表面的栖息地、仪器或任何其他结构创建自组装结构。
国际竞赛已经开始： 欧洲航天局、美国国家航空航天局以及英国、美国、中国和日本的多家初创企业都在致力于将太空太阳能变为现实。
这些基础设施将产生什么样的经济和环境影响？
这些数字令人印象深刻，但也引发争议。千兆瓦级原型的初步开发可能耗资15亿至20亿欧元。这似乎是一个天文数字，但必须与传统能源结构的成本进行比较，并考虑到这些都是几十年运营的投资。
能源优势是不可否认的： 与太阳能电池板相比 如果将一块相同的太阳能电池板放置在英国的地球上，那么它在太空中收集的能量将超过 13 倍。这是因为太空中没有大气层、云层或昼夜循环来限制太阳能的捕获。
然而，环境影响引发了复杂的问题。部署如此规模的卫星可能需要数百次单独的火箭发射，这将造成空气污染。这是我们这个时代的一个悖论：为了在太空获取清洁能源，我们必须在建设阶段污染地球大气层。
英国原子能管理局与太空太阳能公司的合作旨在加强英国在快速增长的空间组装和制造（ISAM）领域的领导地位。预计未来几十年该行业将达到巨大的市场价值。
白金汉教授 它的含义更为广泛：它可能是月球站，也可能是火星上的设施，所以我们谈论的不仅是人类的未来，还有确保能源安全。
太空基础设施的未来已经到来
AlbaTRUSS 的演示标志着我们在太空建造复杂结构的能力的一个转折点。这不再是科幻小说，而是具有具体时间表和实际投资的应用工程。
人类向宇宙的扩张需要只有机器人才能建造的结构。凭借在轨道服务方面获得的经验，这些技术将成为在月球、火星及更远的地方建设设施的基础。
二十年后，地球上的 10 亿人将能够抬头看到新月夜晚一侧的城市灯光。今天看似大胆的愿景，明天可能就只是窗外普通的景色了。
机器人正在星际间建造通往未来的桥梁。这座桥梁必然要穿过那些在我们人造盟友的聪明才智和机械手中开始成形的空间结构。
