Új robotkar fejlesztéséről számolt be a NASA, mellyel elsősorban az Artemis-küldetéseket kívánják támogatni, ugyanis a missziók alkalmával a Hold felszínének még felderítetlen régióit, a Déli-sark környékét célozzák, ahol az éjszakák sokkal hidegebbek lehetnek, mint a fagyos Marson. Az ilyen felszíni körülmények például kihívást jelentenének a jelenlegi űrhajók számára, amelyek energiaigényes fűtőberendezésekre támaszkodnak, hogy melegen maradjanak. A dél-kaliforniai JPL-ben kifejlesztett technológiai demonstráció olyan megoldást kínálhat erre a problémára, amely lehetővé tenné a felfedezést a holdi éjszaka sötétjében is. Az itt nemrégiben tesztelésnek alávetett projekt a Cold Operable Lunar Deployable Arm (COLDArm) nevet viseli, aminek keretén belül több új technológiát ötvöznek egy olyan robotkar-rendszer létrehozásának reményében, mely akár -173°C-ban is képes lenne működni. A COLDArm ennek a tulajdonságának köszönhetően bevethető lenne afféle leszállóegységen is, amelyet olyan fagyos óceáni világokba küldenek, mint például a Jupiter Europa nevű holdja. Ennek során a fűtött részek hiánya azzal a további előnnyel járna, mely lehetővé tenné az illékony anyagok begyűjtését anélkül, hogy a minták hőmérséklete jelentősen megváltozna. Ez pluszban felszabadíthatna kb. két órányi időt és a küldetés napi energiaköltségvetésének akár 30%-át, amelyet a Curiosity és a Perseverance típusú marsjárók a robotkarok felmelegítésével töltenek, annak érdekében, hogy a fogaskerekek ne feszüljenek és ne törjenek el a hideg következtében.
A JPL mérnöke a COLDArm robotkar 3D-nyomtatott, titánból készült markolókanalát vizsgálja. Forrás: NASA/JPL-Caltech
A 2 méteres kar két darab, kereskedelmi forgalomban kapható kamerával van felszerelve a 3D-s térképezéshez, melyek ugyanolyan érzékelővel rendelkeznek, mint ami az Ingenuity marsi helikopterben használt 13 megapixeles színes kamerába van beépítve. Ez egyike a COLDArm számos technológiájának, amit a kis forgószárnyasból adaptáltak. A kar végére különféle tartozékok és kis műszerek kerülhetnek, köztük egy 3D-nyomtatott, titánból készült markolókanál, amellyel mintákat lehet gyűjteni az égitestről. Ezenfelül az InSight karjához hasonlóan a COLDArm is képes lenne műszereket telepíteni a felszínre.
Tavaly szeptemberben a robotkart egy holdi regolitot szimuláló anyaggal feltöltött tesztkörnyezetben tesztelték, mely során felmérték, hogy képes-e adatokat gyűjteni annak tulajdonságairól. Jelenleg az űreszköz hasonlóan szigorú próbatételeken vesz részt, ahol olyan űrbéli körülményeket imitálnak, mint amilyenekkel a különféle missziók is szembenéznek. A tervek szerint a COLDArm valamikor a 2020-as évek végén indulhat első küldetésére.
Forrás: NASA/JPL-Caltech
Hogyan működik a COLDArm?
A COLDArm rendszer működését szélsőséges körülmények között több kulcsfontosságú új technológia teszi lehetővé. Először is, a kar olyan fogaskerekeket használ, amelyek ömlesztett fémüvegből készültek, egy olyan szilárd fémes anyagból, amely egyedi összetételének és szerkezetének köszönhetően keményebb, mint a kerámia, és kétszer olyan erős, mint az acél, valamint jobb rugalmassági tulajdonságokkal rendelkezik, mint bármelyik. Ezek a fogaskerekek nem igényelnek kenést vagy fűtést a hidegben való működéshez. Mivel a kar motorvezérlőit nem kell melegen tartani egy, az űrhajó magja közelében lévő elektronikai dobozban, így közelebb telepíthetők a tudományos műszerekhez, ezáltal nincs szükség szigetelésre, és kevesebb a kábelezés is.
A COLDArm „csuklójába” ágyazott érzékelő folyamatosan visszajelzést ad a karnak, így az minden irányban „érzi”, hogy mit csinál. Ez a hattengelyes erőnyomaték-érzékelőnek nevezett eszköz extrém hidegben is képes működni.
A COLDArm a kereskedelmi használatra tervezett kamerák felhasználása mellett más, az Ingenuity fedélzetén már bizonyított technológiát is felhasznál: az okostelefonokban is használt nagy teljesítményű processzort, és a JPL által kifejlesztett F Prime nevű, nyílt forráskódú repülési szoftvert. A marsi helikopterhez hasonlóan a COLDArm is képes lenne autonóm módon működni, feladatokat végrehajtani, képeket és szenzoradatokat gyűjteni anélkül, hogy a földi küldetésirányítók valós idejű parancsokat adnának.
Forrás: NASA