Dit najaar zijn er een aantal experimenten waarbij robots op afstand worden bestuurd, met ESA-astronaut Luca Parmitano die een robot regisseert in Nederland en ingenieurs in Duitsland die een rover besturen in Canada.

Stel je voor dat je vanaf de Gateway naar de maan kijkt terwijl je je voorbereidt om te landen in de buurt van een maanbasis om experimenten uit te voeren, maar je weet dat de basis onderhoud nodig heeft aan het levensondersteunende systeem dat dagen in beslag zal nemen. Het zou beter zijn om de basis vanuit een baan om de aarde te houden, zodat de astronauten meteen aan het werk kunnen zodra ze op de maan zijn.

Mens-robot-partnerschappen vormen de kern van ESA's verkenningsstrategie, inclusief voorbereiding op scenario's als deze door robotverkenners naar de maan en planeten te sturen, hand in hand met astronauten die ze vanuit een baan om de aarde besturen.

Het Meteron-project werd opgericht om de technologie en knowhow te ontwikkelen die nodig zijn om rovers in deze barre omstandigheden te besturen. Het omvat alle aspecten van operaties, van communicatie en de gebruikersinterface tot operaties aan de oppervlakte en zelfs het verbinden van de robots met de astronauten door middel van tastzin.

Historische robotbesturing

Het eerste experiment vond plaats in 2012 toen NASA-astronaut Sunita Williams een LEGO-rover in Duitsland bestuurde om een ​​nieuw ontwikkeld 'ruimte-internet' te testen - wat bewees dat het mogelijk is om een ​​rover vanuit een baan om de aarde te besturen. Dat is geen sinecure, aangezien signalen van het internationale ruimtestation ISS een rondreis van 144.400 km afleggen. Terwijl de buitenpost met 29 000 km/u rond de aarde beweegt, signalen reizen naar satellieten van bijna 36.000 km hoog en vervolgens naar een Amerikaans grondstation in New Mexico, via NASA Houston en via een trans-Atlantische kabel naar Europa - en terug.

parallel, ingenieurs werkten aan het ontwerpen van de gebruikersinterface voor de astronauten om de robots te besturen. Aangezien dit een nieuw veld is, aspecten zoals camerabeelden, joysticks en zelfs het gebruik van een traditionele computer of touchscreen moest worden overwogen en ontworpen.

Van de eerste testen, grotere rovers zoals Eurobot werden bestuurd vanuit de ruimte, terwijl teams in het technische centrum van ESA in Nederland begonnen te experimenteren met haptische feedback, waardoor astronauten kunnen voelen wat de robot aanraakt. in 2015, een historische orbitale 'handdruk' vond plaats tussen NASA-astronaut Terry Virts en een persoon op aarde op meer dan 5000 km afstand.

Slechts een paar maanden na die mijlpaal, ESA-astronaut Andreas Mogensen bestuurde een rover om met millimeterprecisie een metalen pin in een rond gat in een 'taakbord' te steken, simulatie van de reparatie van een elektrische verbinding.

De tests zijn met toenemende getrouwheid voortgezet. Vorige week, een grondgebonden ESA-team samen met de Canadian Space Agency oefende nachtelijke operaties uit. Experts in het missiecontrolecentrum van ESA in Darmstadt, Duitsland, bestuurde de CSA's Juno rover vanaf de overkant van de Atlantische Oceaan, met een wetenschappelijk team in het technische centrum van ESA's ESTEC in Nederland, adviserend - een vergelijkbare opstelling wordt gebruikt voor dagelijkse operaties in het internationale ruimtestation.

Tijdens het vier uur durende experiment legde Juno meer dan twee kilometer af over zes 'waypoints', terwijl hij scans van de omgeving maakte en gebieden van wetenschappelijk belang inspecteerde. Geen van de teams in Europa wist precies wat ze konden verwachten, net zoals ze zouden doen tijdens een echte maanmissie.

"Het MAGIC-experiment was echt een enorm succes, " zegt Kim Nergaard, Hoofd van Advanced Mission Concepts bij ESA's ESOC-operatiecentrum in Darmstadt, Duitsland.

"We hadden natuurlijk wat problemen - op een gegeven moment was de rover te voorzichtig met een relatief kleine steen - maar we bereikten ons eindpunt binnen de toegewezen tijd en bereikten alle doelstellingen die we hadden vooropgesteld, onderweg veel leren.”

Alles op een rijtje

In november 2019, het Meteron-project zal alle elementen samenbrengen wanneer ESA-astronaut Luca Parmitano de Interact-rover in Nederland bestuurt vanuit het internationale ruimtestation.

Dit experiment, nagesynchroniseerd analoog-1, zal alle knowhow van een decennium van het Meteron-project combineren tot een volledige test:het besturen van een rover vanuit een baan om wetenschappelijke monsters van maangesteente te verzamelen. Luca zal een team hebben in het Europese astronautencentrum in Keulen, Duitsland, fungeren als missiecontrole en kunnen voelen wat Interact voelt met behulp van de haptische feedbacktechnologie die is ontwikkeld door ESA's Telerobotics Laboratory.