Thiết kế robot đi bộ mới có thể cách mạng hóa cách chúng ta xây dựng mọi thứ trong không gian
Ảnh: Tên miền công cộng Pixabay / CC0
Các nhà nghiên cứu đã thiết kế một robot đi bộ hiện đại có thể cách mạng hóa các dự án xây dựng lớn trong không gian. Họ đã kiểm tra tính khả thi của robot đối với việc lắp ráp trong không gian của Kính viễn vọng Không gian Khẩu độ Lớn 25m. Họ trình bày những phát hiện của mình trong Frontiers in Robotics và AI. Một nguyên mẫu thu nhỏ của robot cũng cho thấy nhiều hứa hẹn cho các ứng dụng xây dựng lớn trên Trái đất.
Không nơi nào cần bảo trì và bảo dưỡng các công trình lớn hơn ngoài không gian, nơi có điều kiện khắc nghiệt và công nghệ của con người có tuổi thọ ngắn. Các hoạt động phi thường (các hoạt động được thực hiện bởi một phi hành gia bên ngoài tàu vũ trụ), robot và các giải pháp hệ thống tự hành đã rất hữu ích cho các nhiệm vụ bảo trì và bảo dưỡng, đồng thời đã giúp cộng đồng vũ trụ tiến hành nghiên cứu đột phá về các sứ mệnh không gian khác nhau. Những tiến bộ trong công nghệ người máy và hệ thống tự hành tạo điều kiện cho vô số dịch vụ trong không gian. Chúng bao gồm, nhưng không giới hạn ở sản xuất, lắp ráp, bảo trì, thiên văn học, quan sát trái đất và loại bỏ mảnh vỡ.
Với vô số rủi ro liên quan, chỉ dựa vào con người xây dựng là không đủ, và các công nghệ hiện tại đang trở nên lỗi thời.
"Chúng tôi cần giới thiệu công nghệ bền vững, tương lai để hỗ trợ hệ sinh thái quỹ đạo hiện tại và đang phát triển", tác giả tương ứng Manu Nair, Ph.D. ứng cử viên tại Đại học Lincoln. "Khi quy mô của các sứ mệnh không gian ngày càng tăng, nhu cầu về cơ sở hạ tầng rộng lớn hơn trên quỹ đạo. Các sứ mệnh lắp ráp trong không gian sẽ giữ một trong những trách nhiệm quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng."
Trong bài báo của mình, Nair và các đồng nghiệp của ông đã giới thiệu một hệ thống robot đi bộ sáng tạo, khéo léo có thể được sử dụng cho các nhiệm vụ lắp ráp quỹ đạo. Như một trường hợp sử dụng, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm robot để lắp ráp Kính viễn vọng Không gian Khẩu độ Lớn 25m (CUỐI CÙNG).
Lắp ráp kính thiên văn trên quỹ đạo
Kể từ khi ra mắt Kính viễn vọng Không gian Hubble và người kế nhiệm của nó, Kính viễn vọng Không gian James Webb, cộng đồng không gian đã liên tục hướng tới việc triển khai các kính thiên văn mới hơn và lớn hơn với khẩu độ lớn hơn (đường kính của vùng thu ánh sáng).
Việc lắp ráp những kính thiên văn như vậy chẳng hạn như cách 25m CUỐI CÙNG trên Trái đất là không thể với các phương tiện phóng hiện tại của chúng tôi do kích thước hạn chế của chúng. Đó là lý do tại sao các kính thiên văn lớn hơn một cách lý tưởng cần được lắp ráp trong không gian (hoặc trong quỹ đạo).
Nair cho biết: “Triển vọng đưa tàu LAST vào quỹ đạo đã thúc đẩy các lợi ích khoa học và thương mại trong thiên văn học không gian sâu và quan sát Trái đất”.
Nair giải thích: Để lắp ráp một kính viễn vọng có độ lớn như vậy trong không gian, chúng ta cần các công cụ phù hợp: "Mặc dù các ứng cử viên robot đi bộ trong không gian thông thường rất khéo léo, chúng bị hạn chế về khả năng cơ động. Do đó, việc kết hợp các thiết kế robot đi bộ trong quỹ đạo trong tương lai là rất quan trọng. các tính năng di động để cung cấp quyền truy cập vào không gian làm việc lớn hơn nhiều mà không ảnh hưởng đến sự khéo léo. "
Robot E-Walker
Các nhà nghiên cứu đã đề xuất một robot đi bộ cuối hoàn toàn khéo léo bảy bậc tự do (một hệ thống robot có chi có thể di chuyển dọc theo bề mặt đến các vị trí khác nhau để thực hiện các nhiệm vụ với khả năng chuyển động bảy bậc), hay nói ngắn gọn là một E-Walker.
Họ đã tiến hành một bài tập kỹ thuật thiết kế chuyên sâu để kiểm tra khả năng của robot để lắp ráp một cách hiệu quả CUỘC SỐNG 25m trên quỹ đạo. Robot đã được so sánh với Canadianarm2 hiện có và Cánh tay robot châu Âu trên Trạm vũ trụ quốc tế. Ngoài ra, một nguyên mẫu thu nhỏ để thử nghiệm Earth-analog đã được phát triển và một bài tập kỹ thuật thiết kế khác được thực hiện.
"Phân tích của chúng tôi cho thấy rằng thiết kế E-Walker sáng tạo được đề xuất chứng tỏ là linh hoạt và là một ứng cử viên lý tưởng cho các nhiệm vụ trên quỹ đạo trong tương lai. E-Walker sẽ có thể kéo dài vòng đời của một sứ mệnh bằng cách thực hiện các nhiệm vụ bảo trì và bảo dưỡng định kỳ Nair giải thích sau khi lắp ráp trong không gian.
"Việc phân tích nguyên mẫu thu nhỏ cho thấy nó cũng là một ứng cử viên lý tưởng cho các hoạt động bảo trì, bảo dưỡng và lắp ráp trên Trái đất, chẳng hạn như tiến hành kiểm tra bảo dưỡng thường xuyên đối với tuabin gió."
Tuy nhiên, vẫn còn rất nhiều điều cần được khám phá. Nghiên cứu chỉ giới hạn trong phân tích kỹ thuật thiết kế của một mô hình nguyên mẫu và quy mô đầy đủ của E-Walker. Nair giải thích, "Công việc tạo mẫu E-Walker hiện đang được tiến hành tại Đại học Lincoln; do đó, việc xác minh và xác nhận thử nghiệm sẽ được xuất bản riêng."
