Polscy inżynierowie budują skoczka księżycowego
Polscy inżynierowie z firmy Astronika zaprezentowali ukończony mechanizm nogi skoczka księżycowego, który został zaprojektowany jako alternatywa dla tradycyjnych łazików. Rozwiązanie ma pomóc w eksploracji trudno dostępnych, górzystych regionów Księżyca i innych ciał niebieskich, gdzie standardowe pojazdy często zawodzą.
W zakończonej sukcesem pierwszej fazie przedsięwzięcia, polscy inżynierowie zaprojektowali, zbudowali i przetestowali mechanizm nóg skoczka. Ten element odgrywa kluczową rolę w efektywności robota, a udana prezentacja w ESA-ESTEC otwiera drzwi do dalszych prac nad pełnym modelem. W tym miejscu warto zwrócić uwagę na fakt, że technologia, którą opracowała firma Astronika jest obecnie bardzo pożądana. Rozwiązuje bowiem wiele problemów, na jakie napotykały dotychczasowe misje lądujące na ciałach niebieskich (np. przewrócone lądowniki, lądowania w trudniejszym niż przewidywany terenie). Co równie ważne, niektóre testowane dotąd roboty skaczące innych producentów - ze względu na małą energię skoku - mogą skutecznie przemieszczać się jedynie w mikrograwitacji. Oznacza to, że nie mogą one być użyte na Księżycu czy Marsie. Inne z kolei bazują na wieloczłonowych kroczących konstrukcjach i wymagają zużycia dużo energii w krótkim czasie. Znacznie skraca to czas operacyjny i ogranicza eksplorację większego terenu. Skoczek Astroniki jest bardzo lekki (waży mniej niż 10 kg) i efektywny energetycznie. Na Księżycu ma skakać na wysokość nawet powyżej 3 metrów.
Jak działa skoczek?
Mechanizm nóg skoczka bazuje na prostocie, inspirowanej ruchami konika polnego. Robot odpycha się od powierzchni, wykorzystując lekkie, ale wytrzymałe nogi. Technologia ta jest skalowalna i może być dostosowana do różnych misji – od Księżyca po asteroidy. Co więcej, system jest zaprojektowany tak, aby pobierać minimalną ilość energii, co jest kluczowe podczas długich misji kosmicznych.
– Nasze rozwiązanie wykorzystuje koncepcję odpychania się od powierzchni za pomocą lekkich nóg, tak jak robi to konik polny. Raz zaprojektowany do grawitacji księżycowej, jest łatwo skalowalny także do mniejszych grawitacji. Nasza konstrukcja bazuje na prostocie i wytrzymałości, przy bardzo małym poborze mocy – mówi Łukasz Wiśniewski, kierownik projektu.
Ostateczna konfiguracja skoczka księżycowego zostanie potwierdzona w kolejnym etapie rozwoju platformy. Jednym z założeń jest jednak połączenie funkcji kół z funkcją skaczących nóg: koło będzie umieszczone na nodze, która w razie potrzeby umożliwi odbicie się wysoko w powietrze za pomocą już opracowanego aktuatora.
Prace nad skoczkiem zostały sfinansowane przez Europejską Agencję Kosmiczną w ramach programu Polish Industry Incentive Scheme (PLIIS). Koordynowane one były przez Centrum Badań Kosmicznych PAN.
Zadania i rola skoczka w misji księżycowej
Podczas misji księżycowej skoczek będzie realizował takie zadania jak: charakteryzacja pyłu księżycowego, pomiary spektrometryczne, badanie stężenia hydrazyny, fotografowanie lądownika-matki z różnych perspektyw oraz analiza nośności powierzchni. Dzięki wykorzystaniu unikalnej zdolności do skoków oraz zestawowi kamer robot będzie również badał właściwości mechaniczne, oraz morfologię regolitu.
– Dotychczas większość misji eksploracyjnych planowanych było bardzo zachowawczo. Łaziki i lądowniki wysyłano tylko na stosunkowo płaski, bezpieczny teren, który niestety daje informację naukową tylko na temat najświeższej historii ciała niebieskiego (a i tak często maszyny te lądowały w nieprzewidzianie trudnych warunkach albo przewracały się i stawały się powoli bezużyteczne!). Dużo ciekawsze jest dostarczenie instrumentów naukowych w tereny trudno dostępne, np. klify, skały i kaniony, w których widać przekrój historii ciała niebieskiego. Nikt jednak nie odważy się wysłać łazika wartego kilkaset milionów euro w potencjalnie samobójczą misję. Mały robot skaczący jest stosunkowo niedrogi dla misji i łatwo go zabrać na pokład. Jest niczym sprytny i pomocny skaut, który może wykonać zwiad w ryzykownym terenie, zanim wjedzie tam łazik. Nie tylko zwiększa bezpieczeństwo całej misji, ale też maksymalizuje jej zwrot naukowy. Dodatkowo dostarcza cennej informacji nt. właściwości mechanicznych powierzchni, co pozwala zwiększać dokładność planowania ruchu. Jeżeli Skoczek gdzieś ugrzęźnie, to nie szkodzi! Takie właśnie jest jego zadanie, aby dotrzeć tam, gdzie jeszcze nikt nie próbował i wykonać pionierskie pomiary. Jednocześnie misja nie utraci zdolności wykonania swoich głównych celów poprzez lądownik-matkę czy łazik-matkę – dodaje Wiśniewski.