Carnegie Mellon buduje robota do poszukiwania wody na Księżycu

Carnegie Mellon buduje robota do poszukiwania wody na Księżycu

Naukowcy z Robotics Institute of Carnegie Mellon University skonstruowali dla NASA robota poszukiwacza, który potrafi wspiąć się na skaliste zbocze i umocować się jako platforma do przeprowadzania odwiertów.

Ten czterokołowy robot nazywa się ‘skarabeusz’. Nigdy nie opuści on Ziemi, ale posłuży do demonstrowania technologii, które są niezbędne do prowadzenia poszukiwań wody i lotnych chemikaliów na Księżycu, które to mogłyby być wykorzystane do produkcji paliwa, wody i powietrza, niezbędnych do funkcjonowania księżycowych posterunków.

Skarabeusz jest wyposażony w kanadyjski świder zdolny pobrać metrowej długości próbki geologiczne oraz w nowatorskie zawieszenie na wahaczach, które umożliwia robotowi ‘przykucnięcie’ na ziemi w celu przeprowadzenia odwiertu.

„Szperacz księżycowy będzie musiał stawić czoła wrogiemu środowisku i ciągłym ciemnościom panującym w kraterach znajdujących się na południowym biegunie Księżyca, gdzie panują bardzo niskie temperatury i brak jest źródeł energii,” – powiedział William Red Whittaker, profesor Fredkin Research. „W środowisku, gdzie ludzie nie są w stanie pracować efektywnie, doskonale poradzi sobie Skarabeusz, zużywając przy tym tylko tyle energii, ile zużywa 100 watowa żarówka.”

Funkcjonowanie robota na Księżycu to nie lada wyzwania. Skarabeusz musi być na tyle sprawny, by móc podróżować wiele kilometrów przez piaszczyste, czy skaliste tereny, a równocześnie musi służyć za platformę wiertniczą. Musi miesiącami funkcjonować w całkowitych ciemnościach i nie może zdać się na energie słoneczną, czy baterie. Zamiast tego wykorzysta niezwykle efektywne źródło radioizotopowe. Aby nawigować w całkowitych ciemnościach, Skarabeusz musi polegać na nowych, energooszczędnych czujnikach laserowych.

„Ze względu na rygorystyczne wymogi dotycząc energooszczędności, nie jest on zbyt szybki,” – powiedział David Wettergreen, odpowiedzialny za oprogramowanie dla Skarabeusza. „Dysponując prędkością maksymalną wynoszącą zaledwie 10 centymetrów na sekundę, Skarabeusz wystawi na próbę nawet najbardziej cierpliwego obserwatora. Natomiast, gdy napotka na swej drodze szczególnie dużą przeszkodę, lub trudności z odwiertem, może przystanąć na chwilę, by zgromadzić dodatkową energię niezbędną do pokonania przeszkody.”

Aby uczynić go maksymalnie efektywnym, robot musi być tak lekki jak to tylko możliwe. Z drugiej jednak strony, musi być dostatecznie masywny, by zapewnić wiertłu odpowiedni nacisk i moment. Naukowcy szacują, że optymalna waga wynosi około 250 kilogramów.

Zawieszenie pozwala Skarabeuszowi opuścić do wiercenia korpus mierzący 170 na 90 centymetrów na ziemię. „Jedną z zastosowanych innowacji jest umieszczenie wiertła w centralnej części korpusu,” – powiedział Wettergreen. „Dzięki temu, Skarabeusz może wykorzystać do wiercenia całą swą masę.”

Zawieszenie pozwala również Skarabeuszowi podnieść korpus na wysokość 50 centymetrów nad ziemię, co pozwala mu przejeżdżać po prostu nad niewielkimi przeszkodami.

„To jest dobry pojazd, gdyż potrafi świetnie wykonywać dwie rzeczy,” – powiedział John Caruso, kierujący projektem w NASA Glenn Research Center w Cleveland. Projekt Skarabeusz jest sukcesem, gdyż udało się w nim zachować prostotę konstrukcji urządzenia jednozadaniowego osiągając równocześnie jego wielozadaniowość jazdy i wiercenia w ciemnościach.”

Świder został zbudowany przez Northern Centre For Advanced Technology Inc. Natomiast naukowcy z NASA Ames Research Center współpracują przy udoskonaleniu czujników i algorytmów do nawigacji w ciemności.

Naukowcy z Robotics Institute pracuja nad tym robotem i jego autonomicznym systemem nawigacji od marca. Korpus z włókien węglowych został zaprojektowany i wykonany przez zespół inżynierów pod kierownictwem John’a Thornton’a z Carnegie Mellon.

Program jest finansowany przez NASA Johnson Space Center w Houston

(lk)