挪威研究人员正在研究蛇机器人如何在国际空间站(ISS)上执行维护工作、研究彗星,以及探索在月球熔岩隧道中生活和工作的可能性。
三年前,SINTEF正在研究蛇机器人是否可以帮助宇航员在火星上工作,使其具有灵活性和可访问性。作为欧空局委托的一个项目的一部分,研究人员将继续这项工作,并正在进行一项初步研究,以检查在太空中使用机器人的技术和其他机会。
SINTEF的Aksel Transeth说:“更雄心勃勃的应用包括彗星和月球上的潜在活动。”“但目前,最现实的项目是研究蛇机器人如何帮助国际空间站宇航员维护他们的设备。
月球村
自从人类第一次在月球表面行走以来已经将近50年了。欧洲航天局认为,人类下一步的重大举措可能是建立一个全球联合项目,旨在在月球上建立一个定居点——一个“月球村”。这样一个定居点可以为科学活动、商业、旅游或采矿提供一个永久的基地,而这种基地最有可能的地点将是在熔岩管或者隧道,熔岩曾在那里流动。
在熔岩管中建造将意味着定居者将免受宇宙辐射和陨石的有害暴露。
然而,这样的隧道必须经过检查,以确保人们可以在里面生活和工作,这就是蛇机器人可能发挥作用的地方。月球上的引力较弱。此外,熔岩管可能从地表垂直下落。那么,怎样才能便利交通和机动性呢?
研究彗星
欧洲航天局对研究彗星也很感兴趣。由于彗星来自遥远的外太空,研究人员希望能揭开太阳系的一些神秘面纱,并获得帮助,勾勒出行星形成前太阳系的样子。
2004年,欧洲航天局发射了罗塞塔太空探测器,2014年,该探测器在67P/ Tsjurjumov-Gerasimenko彗星上释放了菲莱着陆器。着陆器配备了一个鱼叉系统,目的是在着陆时将其固定在原地。不幸的是,这未能奏效。
特兰斯说:“彗星上几乎没有引力。”他说:“如果你试图在月球表面行走,你只会被扔到太空中。”Transeth说:“所以我们必须找到一种方法,让蛇机器人可以在彗星上移动,同时又能保持自身固定在彗星表面。”
国际空间站的检查和维护
但对于今天SINTEF的研究人员来说,国际空间站上的蛇机器人才是他们最自然、最现实的项目。国际空间站上的极端温度没有问题,它一直都有人。
宇航员进行由地球上的同事用箱子送到他们那里的实验,这些实验必须在失重状态下进行。例如,什么植物可以在太空中生长?在这样的环境中,伤口如何愈合?
这些是宇航员的主要任务,但他们也有自己的工作,检查和维护所有必要的设备,以保持空间站的运行。任何能在他们繁忙的日程中节省时间的东西都是无价的。
Transeth说:“机器人有可能完成大部分日常检查和维护工作。”“实验材料被堆放在架子上,后面可能会发生腐蚀。为了查明这一点,必须进行检查。蛇机器人可以爬到各个部分的后面,进行检查,甚至可能执行一些小的维护任务,”他说。
卷起,爬行和伸展
试图开发一种检查和维护蛇机器人系统的研究人员面临着不少挑战。其中一个重要的因素是要弄清楚蛇机器人是如何在国际空间站周围行走的。由于国际空间站一直处于围绕地球的自由落体状态,宇航员在空间站周围“漂浮”,通过抓住物体移动,然后推动自己离开。
Transeth解释说:“我们相信我们可以设计出一种机器人,它可以抓住物体,卷起身体,然后伸展身体,以达到新的接触点。”他说:“此外,我们相信它可以爬进国际空间站的设备部件中,并利用设备表面获得牵引力,以保持前进——就像野生环境中的真正的蛇一样。”
“我们想知道蛇的规格是什么机器人系统要求”,他补充道。“例如,机器人需要什么样的传感器才能充分了解周围环境?有哪些技术可以帮助我们满足这些需求,需要开发哪些新技术?就可能实现的目标而言,有哪些不确定性?”Transeth问道。
一架名为Astrobee的无人机将很快在国际空间站上空飞行并进行检查。研究人员认为,他们可以从Astrobee学到很多东西,因为它的一些技术将类似于可以应用在航天飞机上的技术蛇机器人系统。
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