НАСА тества роботизиран манипулатор, който може да работи при изключително ниски температури на Луната - 09.12.2022

Бъдещите космически мисии ще изискват роботизираното оборудване да функционира при все по-екстремно ниски температури, които донякъде възпрепятстват работата на голяма част от съвременните системи. Нов проект на Лабораторията за реактивно движение на НАСА (Jet Propulsion Laboratory, JPL) предлага решение за провеждане на научни изследвания на Луната по време на дългите студени нощи на естествения спътник, които продължават около 14 земни дни.

Инженерите на американската правителствена агенция тестват високотехнологичен роботизиран манипулатор, който може да работи при температури до -173°C. Системата е наречена COLDArm (Cold Operable Lunar Deployable Arm) и комбинира няколко иновативни технологии в роботиката и мехатрониката, които позволяват експлоатацията й в агресивната среда на нощната лунна повърхност без необходимост от енергоемки подгревни модули, каквито използват повечето съвременни космически роботи.

Какви са спецификите на системата?

Двуметровият манипулатор е оборудван с предавателни механизми, изработени от високотехнологичния материал BMG ("bulk metallic glass" или насипно метално стъкло), чиито уникални структура и състав го правят по-твърд от керамика и два пъти по здрав от стомана, с по-добри еластични свойства и от двата споменати аналога. Механизмите от метално стъкло не изискват нито смазване, нито подгряване, за да работят ефективно при изключително ниски температури.

Благодарение на това, че "студените" моторни контролери на манипулатора не налагат позициониране на топло в електронна кутия в близост до тялото на космическия апарат, на който ще бъде монтиран манипулаторът, те могат да бъдат инсталирани непосредствено до крайната инструментална екипировка. Подобна конфигурация няма да се нуждае от изолация и тежко окабеляване с голяма дължина.

В китката на COLDArm е интегриран и специален сензор, който изпраща обратна връзка към робота и му позволява да "усеща" какво се случва около него. Шестосният датчик за сила и въртящ момент също е проектиран специално за работа в много студени среди.

Полезният опит от предишни космически мисии

Част от оборудването на манипулатора са и две камери за триизмерно картографиране, които разполагат със същия сензор за изображения, внедрен в 13-мегапикселовата цветна камера на хеликоптера Ingenuity, който НАСА изпрати да изследва Марс. Роботът може да използва широк набор от хващачи и малки инструменти, включително изработена посредством адитивна технология титаниева сонда за събиране на проби от повърхността на Луната. Сред възможностите на системата е още да разполага и монтира различни типове тестова и измервателна апаратура на естествения земен спътник.

Друг компонент на COLDArm, който вече е доказал ефективността си на Ingenuity, е мощен процесор, сходен на тези, използвани в потребителските смартфони и в софтуера за полети с отворен код F Prime, разработен от JPL. Подобно на хеликоптера, който работи на Червената планета, лунният манипулатор също ще може да функционира напълно автономно, да изпълнява различни задачи, да заснема изображения, да събира данни и проби и без входящи команди в реално време от контролери на Земята.

НАСА обмисля в бъдеще да изпрати системата, монтирана на специална подвижна платформа, да изследва и замръзналата океанска повърхност на Европа, луната на Юпитер. Предимство на COLDArm за такива среди е, че липсата на нагреватели елиминира риска от компрометиране на различни чувствителни проби.

Специалният "студен" дизайн на манипулатора ще позволи икономия на около 2 часа време и близо една трета от необходимата енергия, които се изразходват на ден за загряване на роботизираните системи в космоса, например роборъцете на марсоходите Curiosity и Perseverance.

Ключови думи: НАСА   JPL   COLDArm   роботизиран манипулатор   лунен робот   космическа роботика  

Област: Роботика