カナダアーム

シャトル遠隔操作システム

スペースシャトルミッションSTS-72中のカナダアーム（右）
オペレーター	米航空宇宙局（NASA）
メーカー	スパーエアロスペース
楽器の種類	ロボットアーム
Webサイト	www.asc-csa.gc.ca/eng/canadarm/default.asp
プロパティ
質量	腕: 410 kg (900 ポンド) 合計: 450 kg (990 ポンド)
寸法	1,520 cm × 38 cm（598インチ × 15インチ）
発売数	5
ホスト宇宙船
宇宙船	スペースシャトル
オペレーター	米航空宇宙局（NASA）
発射場	ケネディ LC-39

カナダアームまたはカナダアーム1（正式にはシャトル遠隔操作システムまたはSRMS、またはSSRMS ）は、スペースシャトルのオービターでペイロードの展開、操作、捕捉に使用された一連のロボットアームです。スペースシャトルコロンビア号の事故後、カナダアームは、シャトルの外部の耐熱システムの損傷を検査するために使用されたオービターブームセンサーシステム（OBSS）と常にペアで使用されました。

1969年、カナダはアメリカ航空宇宙局（NASA）からスペースシャトル計画への参加を招かれた。^[1]当時、参加に何が含まれるかはまだ決まっていなかったが、マニピュレーターシステムが重要な構成要素であるとされていた。^{[1]カナダの会社DSMA ATCONは、} CANDU原子炉に燃料を積み込むロボットを開発しており、このロボットはNASAの注目を集めた。^[1] 1975年、NASAとカナダ国立研究会議（NRC）は、カナダがカナダアーム（Canadarm）を開発・建造するという覚書に署名した。^[2]

NRCはマニピュレーターの契約をSpar Aerospace（現MDA）に発注した。^[3]この設計、開発、試験、評価契約では、カナダアーム設計と試験を支援するためのエンジニアリングモデル、宇宙での使用に適した設計を認定するための環境試験を受けた認定モデル、および飛行ユニットの3つのシステムが構築された。

DSMA ATCON の設計エンジニアであるアンソニー・「トニー」・ズブリツキ^[4]は、SPAR に出向中、指に巻いたゴムバンドからヒントを得て、カナダアーム エンド エフェクタのコンセプトを考案しました。^[4]ズブリツキは、このコンセプトを NASA 職員に正式に発表しました。^[4] SPAR 機械開発研究所の責任者であるフランク・ミーは、トニーのコンセプトに基づいてエンド エフェクタのプロトタイプを構築し、SPAR ^[4]によってカナダアーム エンド エフェクタの発明者として認められています。 3 線クロスオーバー設計は、検討されていた爪のような機構やカメラの絞りモデル^[4]などの他の機構よりも優れていました。

主な制御アルゴリズムは、SPARとトロントの下請け業者Dynacon Inc.によって開発された。モントリオールのCAE Electronics Ltd.は、シャトル後部フライトデッキにあるディスプレイとコントロールパネル、およびハンドコントローラーを提供した。カナダアームにあるその他の電子インターフェイス、サーボアンプ、およびパワーコンディショナーは、モントリオールのSPAR工場で設計および製造された。肩と肘関節を構造的に接続するためのグラファイト複合材ブームと、肘を手首に接続する同様のブームは、米国のGeneral Dynamics社によって製造された。トロントのDilworth, Secord, Meagher and Associates, Ltd.は、エンジニアリングモデルのエンドエフェクターの製造を請け負い、その後SPARが設計を展開し、認定および飛行ユニットを製造した。カナダアームを監視および制御するスペースシャトルの飛行ソフトウェアは、テキサス州ヒューストンでIBMの連邦システム部門によって開発された 。

1981年2月11日、トロントのスパー社のRMS部門でNASAの受諾式が開催された。^[1]ここで、当時NRCの責任者であったラーキン・カーウィン氏がSRMSに非公式の名称「カナダアーム」を与えた。この用語はもともと、ラーキン・カーウィン氏が記者会見でスピーチをする際に使用するために、ウォリー・チャーウィンスキー博士が作ったものだった。^[1] NRCのカナダアームプロジェクトマネージャーであるアート・ハンター博士は、同僚のNASAおよびスパー氏と協力し、カナダ国旗とワードマークをアームに追加して、米国の国旗とともにカナダの色を掲げた。

最初のカナダアームは1981年4月にNASAに納入された。^[5]宇宙飛行士ジュディス・レズニックがNASAのソフトウェアとシステム搭載操作手順を開発した。^[6]全部で5本のアーム（201、202、301、302、303）が製造され、NASAに納入された。アーム302はチャレンジャー号事故で失われた。^[7]

オリジナルのカナダアームは、宇宙で最大65,000ポンド（29,000 kg）のペイロードを展開することができました。[ ^8] 1990年代半ば、宇宙ステーションの組み立て作業をサポートするために、アームの制御システムが再設計され、ペイロード能力が586,000ポンド（266,000 kg）に増加しました。^[9]宇宙ではバスに積載されたペイロードを操作することができますが、アームのモーターは地上ではアームの自重を持ち上げられません。^[3]そのため、NASAは、テキサス州ヒューストンにあるジョンソン宇宙センター内のトレーニング施設で使用するためにアームのモデルを開発した。 カナダアームは、衛星の回収、修理、展開、船外活動クルーの作業ステーションや足の拘束具としての移動式伸縮はしごの提供、および飛行クルーがカナダアームのテレビカメラを通じてオービターまたはペイロードの表面を見ることができる検査補助としての使用もできます。

カナダアームの基本構成は、マニピュレータ アーム、カナダアーム ディスプレイ、および制御パネルで構成されます。制御パネルには、オービター後部フライト デッキ フライト クルー ステーションの回転および移動ハンド コントローラ、およびオービター コンピュータとインターフェイスするマニピュレータ コントローラ インターフェイス ユニットが含まれます。1 人の乗組員が後部フライト デッキ制御ステーションからカナダアームを操作し、2 人目の乗組員は通常、テレビ カメラの操作を支援します。これにより、カナダアームのオペレーターは、後部フライト デッキのペイロードと頭上の窓、および後部フライト デッキ ステーションの閉回路テレビ モニターを通じてカナダアームの操作を見ることができます。

カナダアームには、アームを投棄するための爆発ベースの機構が装備されている。この安全システムにより、アームが伸長位置で故障し、引き込めなくなった場合でも、オービターのペイロードベイのドアを閉じることができる。^[3]

カナダアームは長さ15.2メートル（50フィート）、直径38センチメートル（15インチ）で、6自由度を備えています。重量は単体で410キログラム（900ポンド）、システム全体で450キログラム（990ポンド）です。カナダアームには、肩のヨーとピッチの関節、肘のピッチ関節、手首のピッチ、ヨー、ロール関節など、人間の腕の関節にほぼ対応する6つの関節があります。^[10]エンドエフェクタは、ペイロードのグラップル固定具をつかむ手首の端にあるユニットです。2つの軽量ブームセグメントは、上部アームと下部アームと呼ばれます。上部ブームは肩と肘の関節を接続し、下部ブームは肘と手首の関節を接続します。^{[11] [10]}

スペースシャトル エンタープライズに搭載された模擬カナダアームは、スペースシャトル計画の初期段階で、プロトタイプオービターのペイロードベイのドアがハンガー設備のテストのために開かれたときに見られました。^[12]カナダアームは、1981年にスペースシャトル コロンビアのSTS-2ミッションで初めて軌道上でテストされました。最初の運用使用は、STS-3でプラズマ診断パッケージの展開と操作でした。^[7]カナダアームはその後、5機のオービターすべてで90回以上のミッションで飛行しました。

国際宇宙ステーション（ISS）にカナダアーム2が設置されて以来、2本のアームは宇宙船のカナダアームから組み立てのためにステーションのセグメントをカナダアーム2に引き渡すために使用されており、両方の要素を連携して使用することは、メディアで「カナダの握手」というニックネームが付けられています。^[13]

カナダアームによる90回目で最後のシャトルミッションは、2011年7月のSTS-135で、ラファエロ MPLMをISSに運び戻した。ケネディ宇宙センタービジターコンプレックスでアトランティスと共に展示されている。ディスカバリーのカナダアームはその隣に国立航空宇宙博物館のウドバー・ハジー・センターで展示されている。^[14]エンデバーは最終ミッションの一環としてOBSSを国際宇宙ステーションに残したが、カナダアームは当初カナダ宇宙庁（CSA）本部に展示される予定だった。 ^[14]しかし、エンデバーのカナダアームは現在、オタワのカナダ航空宇宙博物館に常設展示されている。^{[15] [16] [17]}宇宙を飛行した最後のカナダアームズであるSRMSは、 2011年7月にSTS-135でアトランティスに搭載され、将来のミッションで再利用できるようにエンジニアリング研究のためにヒューストンのNASAジョンソン宇宙センターに輸送されました。^[18]

カナダアーム1をベースにした大型のカナダアーム2は、トラスの係留、商用機の係留、国際宇宙ステーション全体の検査に使用されます。

小型のカナダアーム3はモジュールの停泊と月ゲートウェイの検査に使用される。^[19] 2024年6月、アームの設計と建設の完全な契約がMDAスペースに授与された。^[20]

• 2012年11月13日、Google Canadaは、カナダアーム宇宙初使用31周年を記念して、ホームページ検索ページにDoodleを表示した。 ^[21]
• 2013年11月7日より、カナダの5ドル紙幣の裏面に「Canadarm2」が描かれるようになりました。

• カナダの発明と発見のリスト
• Dextre  – ISS のロボットアーム
• 欧州ロボットアーム – ISSロシアセグメントに設置されたロボットアーム
• きぼう（国際宇宙ステーションモジュール）§ 遠隔操作システム
• モバイルサービスシステム - 国際宇宙ステーションに搭載されたロボットシステム
• ストレラ – 国際宇宙ステーションのロシア製クレーン

ウィキメディア・コモンズには、カナダアームに関連するメディアがあります。

• NASA:RMS: ペイロード展開および回収システム 2016年12月31日アーカイブ - Wayback Machine
• カナダ宇宙庁 : カナダアーム
• CBC デジタル アーカイブ - カナダアーム - テクノロジーのスター