Noorse onderzoekers onderzoeken hoe een slangenrobot onderhoudswerkzaamheden kan uitvoeren aan het International Space Station (ISS), bestudeer kometen, en verken de mogelijkheid om in lavatunnels op de maan te leven en te werken.

Drie jaar geleden onderzocht SINTEF of slangenrobots astronauten die op Mars werken kunnen helpen met mobiliteit en toegang. Als onderdeel van een project in opdracht van de ESA, onderzoekers gaan hiermee door en voeren een voorstudie uit om de technologie en andere mogelijkheden voor het gebruik van robots in de ruimte te onderzoeken.

"Meer ambitieuze toepassingen omvatten mogelijke activiteiten op kometen en de maan", zegt Aksel Transeth van SINTEF. "Maar op dit moment, de meest realistische projecten onderzoeken hoe slangenrobots ISS-astronauten kunnen helpen bij het onderhouden van hun uitrusting.

Maan Dorp

Het is bijna 50 jaar geleden dat de eerste mensen op het oppervlak van de maan liepen. De ESA is van mening dat de volgende grote stap van de mensheid een gezamenlijk wereldwijd project kan zijn dat gericht is op het vestigen van een nederzetting op de maan - een 'maandorp'. Een dergelijke nederzetting zou een permanente basis kunnen vormen voor wetenschappelijke activiteiten, bedrijf, toerisme of mijnbouw, en de meest waarschijnlijke plaats voor zo'n basis zal in lavabuizen zijn, of tunnels, waar ooit gesmolten gesteente stroomde.

Door lavabuizen in te bouwen, worden kolonisten beschermd tegen schadelijke blootstelling aan kosmische straling en meteorieten.

Echter, dergelijke tunnels moeten worden geïnspecteerd om ervoor te zorgen dat mensen erin kunnen wonen en werken, en dit is waar de slangenrobots een rol kunnen spelen. De zwaartekracht is zwakker op de maan. Bovendien, lavabuizen kunnen verticaal van het oppervlak vallen. Dus hoe wordt het mogelijk om toegang en mobiliteit te vergemakkelijken?

Onderzoek naar kometen

De ESA is ook geïnteresseerd in het bestuderen van kometen. Aangezien kometen uit de verre uithoeken van de ruimte komen, onderzoekers hopen enkele van de mysteries van het zonnestelsel te ontdekken, en om hulp te krijgen bij het vormen van een beeld van hoe het eruit zag voordat de planeten werden gevormd.

In 2004, de ESA lanceerde de Rosetta-ruimtesonde, en in 2014 liet de sonde de Philae-lander los op de komeet 67P/Tsjurjumov-Gerasimenko. De lander was uitgerust met een systeem van harpoenen dat ontworpen was om hem op zijn plaats te houden bij de landing. Helaas, dit lukte niet.

"Er is vrijwel geen zwaartekracht op een komeet", zegt Transeth. "Als je probeert over het oppervlak te lopen, je wordt gewoon de ruimte in gegooid", hij zegt. "We moeten dus manieren vinden waarop slangenrobots op een komeet kunnen bewegen en zich tegelijkertijd op het oppervlak kunnen houden", zegt Transeth.

Inspectie en onderhoud aan het ISS

Maar voor de huidige SINTEF-onderzoekers, het zijn de slangenrobots op het ISS die hun meest natuurlijke en realistische project vertegenwoordigen. Er zijn geen problemen met extreme temperaturen op het ISS, die altijd bezet is.

Astronauten voeren experimenten uit die hen in dozen zijn gestuurd door hun collega's op aarde, en deze experimenten moeten worden uitgevoerd in een staat van gewichtloosheid. Bijvoorbeeld, welke planten kunnen in de ruimte groeien? Hoe genezen wonden in zo'n omgeving?

Dit zijn de hoofdtaken van de astronauten, maar ze hebben ook hun werk om alle apparatuur te inspecteren en te onderhouden die nodig is om het ruimtestation in bedrijf te houden. Alles wat hen tijd bespaart tijdens hun hectische schema is goud waard.

"Het is mogelijk dat een robot veel van de routinematige inspectie- en onderhoudswerkzaamheden kan uitvoeren", zegt Transeth. "De experimenten zijn gestapeld in de schappen, waarachter corrosie kan optreden. Om dit uit te zoeken, inspecties moeten worden uitgevoerd. Een slangenrobot zou achter de secties kunnen kruipen, een inspectie uitvoeren, en misschien zelfs kleine onderhoudswerkzaamheden uitvoeren", hij zegt.

Oprollen, kruipt en breidt zich uit

Er is geen gebrek aan uitdagingen voor onderzoekers die proberen een slangenrobotsysteem voor inspectie en onderhoud te ontwikkelen. Een belangrijke factor is om erachter te komen hoe een slangenrobot zijn weg kan vinden rond het ISS. Aangezien het ISS in een constante staat van vrije val rond de aarde is, astronauten "zweven" rond het station, bewegen door zich aan dingen vast te grijpen en zich er vervolgens van af te duwen.

"We geloven dat we een robot kunnen ontwerpen die kan vasthouden, rol zichzelf op en strek vervolgens zijn lichaam uit om nieuwe contactpunten te bereiken", legt Transeth uit. "Bovendien, we geloven dat het tussen apparatuurcomponenten op het ISS kan kruipen en apparatuuroppervlakken kan gebruiken om tractie te krijgen om vooruit te blijven gaan - ongeveer op dezelfde manier als echte slangen in het wild", hij zegt.

"We willen weten welke specificaties een slangenrobotsysteem nodig heeft", hij voegt toe. "Bijvoorbeeld, wat voor soort sensoren heeft de robot nodig om zijn omgeving goed te begrijpen? Welke technologieën beschikbaar zijn om ons te helpen aan deze behoeften te voldoen, en welke nieuwe technologieën zullen moeten worden ontwikkeld? Welke onzekerheden zijn er in termen van wat mogelijk kan worden bereikt?", vraagt ​​Transeth zich af.

Een drone genaamd Astrobee zal binnenkort rondvliegen en inspecties uitvoeren op het ISS. De onderzoekers denken dat ze veel kunnen leren van Astrobee, omdat een deel van de technologie ervan vergelijkbaar zal zijn met die welke kan worden toegepast in een slangenrobotsysteem.