ARMADAS – A NASA új technológiával építkezne a mélyűrben

Kapcsolódó

Indonéz távközlési műholddal startolt a Falcon-9 hordozó

Kis túlzással a SpaceX igáslova, a Falcon-9-es lassan "nemzetközi"...

A nap képe #1385 – ERS-2

Az Európai Űrügynökség 1995-ben indított ERS-2 (European Remote Sensing-2)...

62 éve jutott első alkalommal Föld körüli pályára amerikai űrhajós

John Glenn 1962. február 20-án Friendship-7 nevű űrhajójával háromszor...

A spanyol PLD Space is ESA-támogatásban részesül

Tavaly decemberben a német-angol HyImpulse magáncéggel írt alá szerződést...

A NASA egy egyszerű robotokat, szerkezeti építőelemeket és intelligens algoritmusokat tartalmazó rendszer azon képességét teszteli, melynek segítségével funkcionális, nagy teljesítményű- és méretű, autonóm infrastruktúra hozható létre a világűrben. Ez lehetővé tenné a hosszabb időtartamú küldetések alapjául szolgáló rendszerek létrehozását, megalapozva a tartós emberi jelenlétet a Holdon, a Marson és azon túl. A projekt neve ARMADAS, ami az angol Autonomous Robotic Manipulation and Assembly of Deployable Structures rövidítése.

Robotok mozgatják és szerkezetbe rakják a kompozit építőelemeket. A bemutató során a robotok önállóan dolgoztak, és valamivel több mint 100 óra alatt építették meg a kívánt szerkezetet. Annak érdekében, hogy a csapat könnyebben figyelemmel kísérhesse a robotok teljesítményét, a bemutatót több hétre osztották fel. – Kép forrása: NASA/Dominic Hart

A projekt célja

A Holdra és a mélyűrbe irányuló jövőbeni küldetések egyik legnagyobb kihívása a nagy méretű és bonyolult szerkezetek szállítása és telepítése. Ilyen szerkezetek például az elegendő energiát biztosító naperőművek, a kapcsolattartásért felelős kommunikációs tornyok, lakóhelyek az ott tartózkodó személyzet számára, és a kutatásokhoz használt tudományos műszerek.

Ezek a szerkezetek, berendezések általában sok helyet foglalnak el, továbbá űrben, emberek által történő összeszerelésük és karbantartásuk is problémás lenne. A NASA-nak a hosszú távú emberi jelenlét fenntartásához képesnek kell lennie arra, hogy ezeket a rendszereket a helyszínen építse, fejlessze és javítsa ahelyett, hogy előre összeszerelt nagyméretű hardvereket küldene a Földről.

 A NASA ARMADAS projektje ezt a problémát próbálja megoldani egy új hardver- és szoftverrendszerrel.

A rendszer működése

Az ARMADAS rendszer különböző típusú, hernyószerű robotokat használ, amelyek képesek lesznek összeszerelni, javítani és átkonfigurálni a különböző nagyméretű hardverrendszerek szerkezetét az űrben. A robotok a Föld körüli pályán, a Hold felszínén vagy más bolygókon végezhetik munkájukat – még az emberek megérkezése előtt.

A SOLL-E (Scaling Omnidirectional Lattice Locomoting Explorer) építőrobot egy építőelemet visz, miközben az épülő szerkezet külső oldalán manőverezik. A háttérben egy SOLL-E és egy MMIC-I (Mobile Metamaterial Internal Co-Integrator) robot egy voxelt rögzít a szerkezethez. NASA/Dominic Hart

A „küldetés adaptív” képességek lehetővé teszik, hogy egy rendszert több célra is újra lehessen használni, beleértve azokat is, amelyek hardvert vesznek át már befejezett tevékenységekből, csökkentve ezzel az új küldetések költségeit” – mondta Kenny Cheung, a NASA Ames Kutatóközpont vezető kutatója.

Napjainkban sokan használunk digitális rendszereket, hogy fényképeket vagy szöveget nézzünk meg egy kijelzőn, például egy okostelefon képernyőjén. A digitális kép, amelyet látunk a pixelek egy kis halmazát használja, hogy a kijelzőn szinte bármilyen képet megjelenítsen. A pixelekre úgy is gondolhatunk, mint a 2D tér építőköveire.

Az ARMADAS erre az elvre épül, csak épp a térben. A robotok önállóan dolgoznak egy csapatként, és egy kis készlet 3D építőelemet – úgynevezett voxeleket (amely a volumetrikus pixelek – térfogati képpont rövidítése) – használnak, hogy szinte bármilyen szerkezetet létrehozhassanak. A digitális képekhez hasonlóan az ARMADAS rendszer is „programozható”, ami azt jelenti, hogy a robotok segítségével képes a változó igényekhez igazodva önmaga átkonfigurálni a struktúra szerkezetét.

A voxel egy olyan kuboktaéder (ez egy arkhimédészi test, melynek 14 lapja 8 darab szabályos háromszögből és 6 darab négyzetből áll) alakú elem, amelynek hat oldalán csatlakozópontok vannak. Ez lehetővé teszi a másik voxellel való illeszkedést. A voxel könnyű, erős és rugalmas anyagú, mely számos különböző funkciót hordozhat, például napelemeket, elektromos csatlakozásokat, árnyékolást és egyebeket is csatlakoztathatnak rájuk.

Egy SOLL-E (Scaling Omnidirectional Lattice Locomoting Explorer) építőrobot egy focilabda méretű építőelemet, az úgynevezett voxelt visz a NASA ARMADAS technológiájának bemutatója során a NASA Ames Kutatóközpontjában, a Szilícium-völgyben. – Kép forrása: NASA/Dominic Hart

Technológiai demonstráció

A NASA Ames Kutatóközpontjának tudósai a kaliforniai Szilícium-völgyben nemrégiben laboratóriumi bemutatót tartottak az ARMADAS technológiáról, és elemezték a rendszer teljesítményét. A tesztek során három robot autonóm módon, csapatként dolgozott, hogy több száz építőkockából egy nagyjából fészer méretű menedékszerkezetet építsen.

A bemutató során az ARMADAS csapata biztosította a megépítendő szerkezet terveit, de nem irányították a három építőrobot munkáját. A robotok feladatainak megtervezését szoftveres algoritmusok végezték. A rendszer szimulációban gyakorolta az építési sorrendet, mielőtt a tényleges „építkezés” megkezdődött volna.

A szerkezet létrehozása során az egyik robot elhozta a voxeleket egy ellátóállomásról, és átadta őket a második robotnak, amely minden egyes voxelt a célhelyre helyezett. Egy harmadik robot követte ezeket az elhelyezéseket, és minden új voxelt a szerkezet többi részéhez csavarozott.

Jövőbeni alkalmazásuk

A jövőbeni munka során a robotok által használt voxel-típusok skáláját bővítik, napelemekkel, elektromos csatlakozásokkal, árnyékolással és más elemekkel. Minden egyes új modultípus drámaian kibővíti a lehetséges alkalmazásokat, mivel a robotok kombinálni tudják őket, hogy megfeleljenek az adott igényeknek és helyszíneknek. Az ARMADAS-csapat új robotképességeken is dolgozik, például ellenőrző eszközökön, amelyek biztosítják, hogy az autonóm módon épített létesítmények biztonságosak és épek legyenek, mielőtt az űrhajósok megérkeznek.

Egy-egy küldetés befejeztével a robotok szétszerelhetik a szerkezeteket, újrahasznosíthatják az építőelemeket, és megépíthetnek belőlük egy más jellegű struktúrát is, ami a misszióra nézve rendkívül költséghatékony megoldás.

Dark mode powered by Night Eye