październik
Łazik do zadań specjalnych
Napisał Roman Makowiak Dział: Informacje
- wielkość czcionki zmniejsz czcionkę
powiększ czcionkę - Wydrukuj
- Skomentuj jako pierwszy!
Ten przekształcający się łazik może zbadać najtrudniejszy teren. Łazik toczy się po skalistym terenie, a jego cztery metalowe koła trzęsą się, aż napotykają pozornie nie do pokonania zagrożenie: strome zbocze.
Poniżej znajduje się potencjalna skarbnica celów naukowych. W przypadku typowego łazika operatorzy musieliby znaleźć inny cel, ale jest to DuAxel, robot zbudowany do takich sytuacji.
W rzeczywistości łazik składa się z pary dwukołowych łazików, z których każdy nazywa się Axel. Aby dzielić i podbijać, łazik zatrzymuje się, obniża podwozie i zakotwicza go do ziemi, po czym zasadniczo rozdziela się na dwie części. Gdy tylna połowa DuAxel (skrót od „dual-Axel”) jest mocno osadzona, przednia połowa odłącza się i toczy na jednej osi. Wszystko, co łączy teraz dwie połówki, to uwięź, która rozwija się, gdy oś prowadząca zbliża się do zagrożenia i zjeżdża po zboczu, używając przyrządów schowanych w piaście koła, aby zbadać naukowo atrakcyjne miejsce, które normalnie byłoby poza zasięgiem.
Ten scenariusz rozegrał się jesienią ubiegłego roku podczas testów terenowych na pustyni Mojave, kiedy mały zespół inżynierów z Laboratorium Napędu Odrzutowego JPL NASA w południowej Kalifornii poddał modułowy łazik szeregowi wyzwań, aby przetestować wszechstronność jego konstrukcji.
„DuAxel spisał się niezwykle dobrze w terenie, z powodzeniem demonstrując swoją zdolność do podejścia do trudnego terenu, zakotwiczenia, a następnie odłączenia łazika Axel na uwięzi” - powiedział Issa Nesnas, technolog robotyki w JPL. „Axel następnie autonomicznie manewrował w dół stromych i kamienistych zboczy, rozmieszczając swoje instrumenty bez konieczności użycia robota.”
Ideą stworzenia dwóch jednoosiowych łazików, które można łączyć w jeden z centralnym ładunkiem, jest maksymalizacja wszechstronności: konfiguracja czterokołowa nadaje się do pokonywania dużych odległości w trudnym terenie; dwukołowa wersja oferuje zwinność, której większe łaziki nie mogą.
„DuAxel otwiera dostęp do bardziej ekstremalnych terenów na ciałach planetarnych, takich jak Księżyc, Mars, Merkury i prawdopodobnie do niektórych lodowych światów, takich jak księżyc Jowisza Europa” - dodał Nesnas.
Elastyczność została zbudowana z myślą o ścianach kraterów, dołach, skarpach, otworach wentylacyjnych i innych ekstremalnych terenach na tych różnorodnych światach. Dzieje się tak, ponieważ na Ziemi jedne z najlepszych miejsc do badania geologii można znaleźć w skalistych wychodniach i na klifach, gdzie wiele warstw przeszłości jest starannie odsłoniętych. Wystarczająco trudno jest do nich dotrzeć, nie mówiąc już o innych ciałach niebieskich.
Mobilność łazika i możliwość dotarcia do ekstremalnych miejsc to kuszące połączenie dla Laury Kerber, geologa planetarnego z JPL. „Dlatego uważam, że łazik Axel jest całkiem zachwycający” - powiedziała. „Zamiast zawsze próbować zabezpieczyć się przed niebezpieczeństwami, takimi jak przewrócenie się lub przewrócenie, ma im przeciwdziałać”.
Historia dwukołowa
Radykalna koncepcja dwóch pojazdów-robotów funkcjonujących jako jeden ma swoje korzenie w późnych latach 90. XX wieku, kiedy NASA zaczęła badać pomysły na modułowe, rekonfigurowalne i samonaprawiające się łaziki. To zainspirowało Nesnasa i jego zespół w JPL do opracowania solidnego, elastycznego robota dwukołowego, który stał się znany jako Axel.
Wyobrazili sobie system modułowy: na przykład dwie osie mogą dokować po obu stronach ładunku lub trzy osie mogą dokować do dwóch ładunków i tak dalej, tworząc „pociąg” osi zdolnych do transportu wielu ładunków. Koncepcja ta spełniła również wymóg „samonaprawy” wyzwania NASA: jeśli jeden Axel zawiedzie, inny może zająć jego miejsce.
Rozwój Axel koncentrował się na transporcie modułowym do 2006 roku, kiedy to obrazowanie satelitarne powierzchni Marsa ujawniło wąwozy w ścianach krateru. Później odkrycie czegoś, co wydawało się być sezonowymi wypływami ciekłej wody - ciemnymi cechami znanymi jako powtarzające się linie nachylenia - zwiększyło zainteresowanie wykorzystaniem robotów do pobierania próbek. Naukowcy chcieli wiedzieć, czy wąwozy i powtarzająca się linia stoków były spowodowane przepływami wody, czy czymś innym.
Ale stoki są zbyt strome dla konwencjonalnego łazika - nawet dla Curiosity lub wkrótce wylądującego łazika Perseverance, z których oba są zaprojektowane do pokonywania zboczy o nachyleniu do 30 stopni. Bezpośrednie zbadanie tych cech wymagałoby innego rodzaju pojazdu.
Dlatego Nesnas i jego zespół zaczęli opracowywać wersję Axela, która byłaby przywiązana do lądownika, wykorzystując linę nie tylko do zejścia po stronie krateru lub stromej ściany kanionu, ale także do zasilania i komunikowania się z lądownikiem. Jego koła mogą być wyposażone w bardzo wysokie ostrza lub bieżniki, aby zwiększyć przyczepność, podczas gdy piasty kół mogłyby pomieścić mikroskopy, wiertła, czerpaki do pobierania próbek i inne przyrządy do badania terenu. Aby skręcić, dwukołowa oś po prostu obracałaby jedno z kół szybciej niż drugie.
Zainteresowanie elastycznością koncepcji doprowadziło do powstania rozwijającej się rodziny dwukołowych konstrukcji, w tym A-PUFFER i BRUIE NASA JPL, które rozszerzają możliwości eksploracji o nowe miejsca i zastosowania, w tym pod wodą na lodowych światach.
Pomimo wszechstronności Axela na uwięzi, istniało godne uwagi ograniczenie w połączeniu z lądownikiem stacjonarnym: lądownik musiałby znajdować się w odległości do zjazdu na linie od strony krateru - wymagając stopnia precyzji lądowania, który może nie być możliwy w przypadku misji planetarnej.
Aby usunąć to wymaganie i zwiększyć mobilność, zespół powrócił do pierwotnej konstrukcji modułowej, dostosował go do nowego uwięziowego Axela i nadał mu nazwę DuAxel.
„Kluczowa zaleta korzystania z DuAxel jest oczywista, gdy masz niepewność w miejscu lądowania, tak jak to robimy na Marsie, lub gdy chcesz przenieść się w nowe miejsce, aby zjechać na linie i eksplorować z Axelem” - powiedział Patrick Mcgarey, technolog robotów w JPL i członek zespołu DuAxel. „Umożliwia swobodną jazdę z miejsca lądowania i pozwala na tymczasowe zakotwiczenie w terenie, ponieważ jest to zasadniczo transformujący robot przeznaczony do eksploracji planet”.
Chociaż DuAxel pozostaje demonstracją technologii i czeka na wyznaczenie miejsca docelowego, jego zespół będzie nadal doskonalił swoją technologię; w ten sposób, gdy nadejdzie czas, robot będzie gotowy do toczenia tam, gdzie inne łaziki boją się stąpać.
// NASA, JPL
Roman Makowiak
Kosmos to moja pasja i dlatego szeroko działam w obszarze popularyzacji nauk o Kosmosie i jego Eksploracji.
Najnowsze od Roman Makowiak
Skomentuj
Upewnij się, że wymagane pola oznaczone gwiazdką (*) zostały wypełnione. Kod HTML nie jest dozwolony.
Najbliższe wydarzenia
Lądowanie łazika MARS 2020 Perseverance na Marsie
18/02/2021 12:00
114 Dni
Misja MARS 2020 Perseverance
50. rocznica ostatniego lądowania ludzi na Księżycu
11/12/2022 20:54
776 Dni
Apollo 17 - Ostatnie lądowanie 50 lat temu