رباتها در تولیدات صنعت فضایی چه جایگاهی دارند؟
امروزه، سالها از نخستین باری که رباتها در خطوط مونتاژ اتومبیل و هواپیما جایگزین نیروی انسانی شدند میگذرد. این اتفاق هنوز در صنعت مونتاژ قطعات ماهواره رخ نداده است اما به نظر میرسد رباتها اندک اندک در حال نفوذ به این زمینه نیز میباشند. اگرچه برایان هولز (Brian Holz)، مدیر اجرایی شرکت وانوب (OneWeb) متعقد است که هنوز تعداد ماهوارهها به قدری زیاد نیست که ساخت ربات برای مونتاژ آنها توجیه اقتصادی داشته باشد.
در حالی که سالانه میلیونها ماشین و هزاران هواپیما تولید میشوند، ماهوارهها (خصوصا ماهوارههای مخابراتی مدار GEO) سالانه در مقیاس بسیار کمتری ساخته میگردند. در یک حالت خوشبینانه ممکن است طی یک سال 25 سفارش برای ماهوارههای تجاری مدار GEO ثبت شود و این مقدار اندک، بازدهی فعالیت رباتهای صنعتی را به شدت کاهش میدهد.
تام ویلسون (Tom Wilson)، نایب رییس بخش سامانههای فضایی شرکت اوربیتال (Orbital ATK) میگوید: «استفادههای رباتها برای ما بسیار محدود هستند.» اوربیتال معمولا از رباتها برای قرار دادن چیپهای کامپیوتری بر روی بوردهای الکترونیکی استفاده میکند که به گفته ویلسون حرکت جدیدی در صنعت فضا یا صنایع دیگر محسوب نمیشود.
شرکت SSL (Space Systems Loral) نیز با وجود تولید ماهوارههای مخابراتی متعدد، همچون اوربیتال استفاده چندانی از رباتها ندارد. پاول استی (Paul Estey) مدیر اجرایی این شرکت میگوید: «در حیطه کاری ما که تعداد ماهوارههای تولیدی کم و تعداد عملیاتهای مونتاژی مورد نیاز برای هر ماهواره زیاد است، استفاده از رباتهای صنعتی استاندارد فایده چندانی ندارد چرا که تعداد حرکتها و درجات آزادی آنها محدود است.»
حتی منظومه ماهوارهای پرتعداد وانوب که نخستین ماهوارههای آن به زودی به فضا پرتاب میگردند، طبق گفته هولز مقیاس لازم برای توجیه اقتصادی استفاده از خطوط مونتاژ رباتیک را فراهم نمیکند. وی میگوید برای ساخت 900 ماهواره 150 کیلوگرمی این منظومه که مشابه یکدیگر هستند، وانوب بیشتر بر روی اتوماسیون روندهای تکراری مانند جاسازی سلولهای خورشیدی در آرایههای خورشیدی هستند. سپردن چنین مواردی به رباتها باعث میشود که میزان درگیری انسان در روند تولید و به تبع آن مقدار خطای انسانی کاهش یابد؛ اما همچنان به این معنی نیست که رباتها خط تولید را بدست گرفتهاند. هولز افزود: «اگر یک منظومه دیگر با تعداد ماهواره برابر با همین منظومه داشتیم، استفاده بیشتری از مونتاژ رباتیک انجام میشد. تعداد ماهوارههای ما آنقدر هم کم نیست، اما در مقیاس میلیون هم نیست.»
به وجود آوردن عرصه برای رباتها
موانعی که در مسیر استفاده از رباتها در صنعت ماهوارهسازی وجود دارند، به این معنی نیستند که در این صنعت بر روی چنین فناوریهایی سرمایهگذاری نمیشود. سازمان فضایی اروپا (ESA) امید زیادی به وارد کردن ظرفیتهای رباتیک به اتاقهای تمیز (clean rooms) تولیدکنندگان ماهواره دارد. پاول رابرت ناگترن (Paul Robert Nugteren)، مدیر بخش فناوری و استراتژی اداره ارتباطات مخابراتی ESA میگوید: «اکنون مشاهده میشود که در اروپا، استفاده از رباتها خصوصا در صنایع هوایی رو به افزایش است.» وی افزود: «تولیدکنندگان ربات برای نیازهای به خصوص چنین صنایعی برنامههای ویژه دارند و قدم مهم این تولیدکنندگان در راستای تولید سازههای فضایی اکنون در حال رخ دادن است. شرکتهای اروپایی در حال توسعه ظرفیتهای خود برای استفاده از رباتها در این صنعت هستند.»
ماهوارهساز فرانسوی-ایتالیایی تالس آلنیا (Thales Alenia Space)، از رباتی به نام سافیر (Saphir) برای نصب قطعاتی بر روی باس ماهواره مخابراتی بنگلادش با نام Bangabandhu استفاده کرده است. طبق پیشبینی تالس آلنیا، این ربات زمان نصب 3500 قطعه در هر پنل را از سه هفته به یک هفته و تعداد نیروی انسانی لازم را از دو به یک نفر کاهش میدهد.
شرکت لاکهید مارتین (Lockheed Martin) نیز برای مونتاژ آرایههای خورشیدی از بازوهای رباتیک استفاده میکند. این شرکت قصد دارد با یک بودجه 350 میلیون دلاری تا سال 2020 کارخانهای تاسیس کند که برخی از قطعات ماهواره در آن تولید و به واحد انسانی تحویل داده شوند. مارک لویس (Mark Lewis) سخنگوی لاکهید مارتین میگوید این شرکت قصد دارد از بازوهای رباتیک در چاپ سه بعدی نیز استفاده کند.
پاول استی مدیر اجرایی SSL میگوید این شرکت یک ربات صنعتی را برای کمک به ساخت زیرسیستمهای ماهوارهها توسعه داده است. وی افزود: «ما سعی داریم استفاده از این ربات را آغاز کنیم و اگر این عملیات با موفقیت همراه باشد از آن در بخشهای دیگر کارخانه نیز بهرهبرداری خواهیم کرد.
سازمان فضایی اروپا انتظار دارد که اتوماسیون موجود در صنایع هوایی و خودرو کم کم راه خود را به صنعت فضایی باز کند و با وجود چالشهای مختلف، منظومههایی با هزار، صد یا حتی ده ماهواره اولین دسته از مشتریان احتمالی رباتها در این صنعت خواهند بود و تجربهای که از این شروع بدست میآید مسیر را برای استفاده از رباتها در تولیدات با مقیاس کمتر هموار میکند.
رباتیک و شرکتهای کوچکتر و تولیدکنندگان قطعات
غیر از تولیدکنندگان بزرگ ماهواره، شرکتهای کوچکتر تولیدکننده قطعات و زیرسیستمهای ماهواره نیز امروزه به این فکر میکنند که آی استفاده از رباتها برای آنها به صرفه است یا خیر. برای مثال شرکت آمریکایی نووترونیکس (Nuvotronics) که تولیدکننده آنتن و قطعات دیگر ماهواره میباشد برای افزایش ضریب اطمینان و کاهش خطای انسانی به دنبال استفاده از فناوری رباتیک در تولید محصولات خود میباشد. دیوید شرر (David Sherrer) رییس این شرکت اعتقاد دارد توانایی رباتها در فعالیت 24 ساعته باعث کاهش هزینهها و صرفهجویی در وقت میشود.
به هر حال بهدلیل اینکه تولیدکنندگان قطعات نسبت به تولیدکنندگان ماهواره مقیاس تولید بزرگتری دارند استفاده از رباتها بین این شرکتها منطقیتر به نظر میرسد؛ البته به گفته بعضی این شرکتها همچنان کاربرد محدودی برای رباتیک در این صنایع نیز قابل تصور است.
تعمیرکاران رباتیک، به زودی در فضا
هم اوربیتال و هم SSL در حال توسعه تعمیرکارهای رباتیک برای افزایش طول عمر ماهوارهها در مدار و تعمیر آنها میباشند. تعمیرکار رباتیک اوربیتال که MEV-1 نام خواهد داشت تا پایان سال 2018 به فضا پرتاب میشود و برای 5 سال به ماهوارههای شرکت اینتلست (Intelsat) خدماترسانی خواهد کرد. شرکت SSL نیز تعمیرکار رباتیک خود با نام SIS را با همکاری وزارت دفاع آمریکا تا سال 2021 آماده بهرهبرداری خواهد کرد.
علاوه بر این، به تازگی بحث مونتاژ و تعمیر آنتنهای ماهوارهای در فضا توسط سامانههای رباتیک نیز مطرح شده و شرکت SSL در این زمینه قراردادی را با ناسا امضا کرده است. به گفته پاول استی در 10 سال آینده شاهد استفاده از رباتها برای مونتاژ قطعات ماهواره در مدار خواهیم بود.