Iċ-ċinturin tal-asteroids huwa mimli opportunitajiet u mhux magħrufa, rikki f'riżorsi u misteri xjentifiċi.
Kif tinżel u tiċċaqlaq bla periklu fuq dawn il-korpi ċkejkna? Din hija mistoqsija li ħafna inġiniera kkunsidraw. Meta r-robots tal-ħardwer konvenzjonali jinżlu fuq il-wiċċ ta 'asterojd fraġli, hemm riskju għoli li jeqirdu l-istruttura tal-wiċċ, li jagħmilha impossibbli li jinkisbu kampjuni validi jew iwettqu skoperta sostnuta.
Tip ġdid ta’ “robot artab” jista’ jipprovdi avvanz għall-missjonijiet ta’ asteroid.
01 Asteroid fraġli jiffaċċja problema ta' nżul iebes
L-inżul ta 'vettura spazjali robotika b'mod sikur fuq il-qamar jew il-pjaneta huwa diġà diffiċli ħafna. L-inżul fuq asteroid huwa saħansitra aktar diffiċli.
B'differenza mill-pjaneti ġganti. Il-gravità tal-wiċċ tal-asterojdi hija estremament dgħajfa, forsi anke ftit miljuni minn dik tad-Dinja. L-ambjent tal-mikrogravità jġib sfidi kbar għall-inżul u l-attivitajiet tal-vetturi spazjali. Il-metodu tradizzjonali ta '"inżul iebes" li jiddependu fuq thrusters huwa diffiċli biex jinkiseb kontroll preċiż, u huwa faċli li teqred l-istruttura tal-wiċċ laxka ta' l-asteroid, li se taffettwa serjament l-istudju tal-kompożizzjoni u l-istorja ta 'evoluzzjoni ta' l-asteroid.
Il-missjoni OSIRIS-REx tan-NASA ħadet approċċ konservattiv ħafna għall-asteroid Bennu. "Ma ridniex nittrattaw l-inċertezza tal-kuntatt attwali mal-wiċċ għal aktar milli meħtieġ," qal Moreau. Għalhekk fasslu skema biex jispjunaw l-asteroid f’16-il sekonda b’fergħa twila ta’ kampjunar.
Bit-teknoloġija attwali, għadna 'l bogħod minn "inżul" ta' asteroid veru.
02 Inżul bil-mod: Il-viżjoni ta 'robot artab
Fid-dawl tal-karatteristiċi tal-ambjent tal-mikrogravità, it-tim tal-Professur Jay McMahon fl-Università ta 'Colorado ressaq idea kuraġġuża: l-iżvilupp ta' "robots artab" - AoES, biex jinkiseb inżul artab ta 'asteroids. Dan ir-robot jagħmel użu sħiħ minn forzi dgħajfa bħal adsorbiment elettromanjetiku u adeżjoni elettrostatika għall-inżul u attivitajiet tal-wiċċ, m'għandux għalfejn joqgħod fuq propellanti u ankrar mekkaniku, u jista 'jikseb inżul serħan il-moħħ "ħabta żero".
Ir-robot artab huwa ddisinjat fil-forma ta 'petali multipli, simili għal Ġilji tal-ilma. Il-petali huma magħmula minn materjal elastiku li jista 'jkopri żoni kbar tal-erja tal-wiċċ tal-asteroid mingħajr ma jagħmel ħsara lit-topografija tal-wiċċ, u jistgħu wkoll iduru u jiġġebbed, bl-użu ta' veloċità orbitali u pressjoni ta 'radjazzjoni solari biex jaġġustaw l-orbita tagħhom u jonqsu.
Robots rotob jistgħu jużaw id-distribuzzjoni ta 'ċarġ tal-wiċċ ta' l-asterojdi għal adsorbiment elettromanjetiku. Il-wiċċ ta 'l-asteroid huwa mimli b'diversi partiċelli ta' trab, li joħolqu distribuzzjonijiet ta 'ċarġ kumplessi u kampijiet elettriċi, hekk kif geckos jużaw interazzjonijiet molekulari biex iwaħħlu mal-ħajt, robots rotob jistgħu wkoll jehmeż mal-wiċċ ta' l-asteroid billi jikkontrollaw is-sħaba ta 'ċarġ ta' xi petali.
Mod ieħor biex titwaħħal huwa li tuża forza elettrostatika. Għalkemm il-forza elettrostatika fuq il-wiċċ tal-asteroid hija dgħajfa, ir-robot artab jista 'jakkumula biżżejjed adeżjoni elettrostatika mill-erja tal-wiċċ enormi. L-aġġustament tal-ħlas ta 'xi petali jippermetti li r-robot artab jiċċaqlaq. Dan il-mod ta 'moviment ma jeħtieġx propulsjoni tal-fjuwil u ma jikkawżax kontaminazzjoni sekondarja tal-asteroid.
03 Monitoraġġ fit-tul u użu tar-riżorsi
Jekk l-inżul artab jirnexxi, robots artab ikunu jistgħu joperaw fuq il-wiċċ ta 'l-asteroid għal żmien twil biex iwettqu varjetà ta' esplorazzjoni xjentifika. Jista 'jkun bit-tikek b'sensors fuq il-wiċċ biex jimmonitorja l-kampijiet manjetiċi, il-fluss tas-sħana, id-distribuzzjoni tal-ħlas u informazzjoni oħra biex jiżvela l-mekkaniżmu tal-formazzjoni u l-istorja tal-evoluzzjoni tal-asteroid. Fit-tul, dan huwa ta 'sinifikat kbir għall-iżvilupp u l-utilizzazzjoni tar-riżorsi tal-asteroid
04 Diffikultajiet tekniċi: navigazzjoni, qawwa u kontroll
Il-kunċett tal-użu ta 'robots rotob biex jinżlu fuq l-asteroids huwa attraenti ħafna, iżda jiffaċċja wkoll ħafna sfidi tekniċi, l-aktar kwistjonijiet kritiċi huma n-navigazzjoni u l-kontroll.
Biex jinkiseb inżul preċiż u navigazzjoni tal-wiċċ fl-ambjent kumpless u mhux magħruf tal-asterojdi, ir-robots rotob jeħtieġ li jkollhom l-evitar tal-ostakli u kapaċitajiet ta 'ppjanar awtonomi. Meta mqabbel ma 'korp riġidu, id-dinamika u s-sistema ta' kontroll ta 'robot artab hija aktar kumplessa. Kull deformazzjoni tad-driegħ tal-petali se tbiddel id-distribuzzjoni ġenerali tal-massa u l-parametri dinamiċi. L-algoritmu ta 'kontroll għandu jkun effiċjenti u preċiż, u jkollu adattabilità suffiċjenti għal ambjent mhux magħruf.
It-titjir spazjali fit-tul joħloq ukoll sfidi serji għall-materjali u l-istrutturi tar-robots rotob. Għandu jkun kapaċi jiflaħ radjazzjoni għolja u differenzi estremi fit-temperatura, u jkollu l-abbiltà li jissewwa waħdu f'każ ta 'falliment.
It-tnaqqis tal-massa u t-titjib tas-saħħa strutturali hija sfida oħra li trid titkisser f'dan il-qasam. Biex joperaw f'ambjenti ta 'mikrogravità estrema, robots rotob għandhom ikunu rqaq u ħfief, iżda struttura dgħajfa wisq hija diffiċli biex titħaddem il-moviment u l-kompiti ta' kampjunar, għalhekk għandha tiżgura s-saħħa u r-riġidità meħtieġa biex twettaq il-kompitu mingħajr ma żżid massa wisq.
05 Il-futur jista' jkun mistenni
Minkejja l-isfidi, il-ħolma ta 'inżul artab tkompli tmexxi l-progress u l-innovazzjoni f'dan il-qasam. It-tim tal-Università ta 'Colorado, li rċieva għotja għar-riċerka tan-NASA mill-2017, bħalissa qed jesplora jekk xi wħud mit-teknoloġija tar-robotika artab tagħha tistax isservi manutenzjoni tas-satellita fl-orbita u tindif tal-junk spazjali.
Għad irid jara jekk ir-robots rotob humiex se jkunu jistgħu jkunu pijunieri fl-esplorazzjoni tal-asterojdi għall-bnedmin.