Bildet viser en tenkt slangerobot på romstasjonen ISS - på vei for å inspisere noe for astronauten. (Foto: ISS/ NASA med illustrasjon av slangerobot fra SINTEF, M. Bjerkeng og Ø.H. Holhjem)
Slangerobot skal hjelpe astronauter
Norske forskere undersøker hvordan slangeroboter kan utforske kometer, finne boplasser på månen og reparere ting på romstasjonen.
Prosjektet for ESA startet i sommeren 2016, og avsluttes i mai/juni neste år. Den er del av et initiativ under ESA's PRODEX-program sammen med Norsk Romsenter.
Prosjektet heter "Snake robots for space applications" (SAROS).
Prosjektet bygger på resultater fra et langt samarbeid innen slangerobotikk mellom SINTEF IKT, Avdeling for Anvendt kybernetikk og NTNU, Institutt for Teknisk Kybernetikk.
Rapporten om prosjektet tar for seg tre faktorer:
Konsepter for anvendelse.
Krav til robot for å utføre anvendelse.
Hvilke teknologier som kan brukes for å oppfylle disse kravene.
Det er nesten 50 år siden det første mennesket gikk på måneoverflaten.
Den europeiske romorganisasjonen, ESA, mener neste store steg for menneskeheten er å etablere en landsby på månen.
Denne landsbyen kan bli en permanent base for vitenskap, næringsliv, turisme eller gruvedrift. En brukbar plass for basen er tunneler som det har vært lava i, såkalte lava tubes.
Ved å bygge inne i slike tunneler unngår man eksponering for skadelige elementer på måneflaten, som for eksempel kosmisk stråling og meteoritter.
Men også lavatuneller må inspiseres for å se om det er mulig for mennesker å bo der. På månen er gravitasjonen mindre. I tillegg kan lavatunellene gå loddrett ned i overflaten.
Så hvordan løse utfordringene med å komme seg fram? Det er her slangeroboter kommer inn som en mulig løsning.
ESA tror det kan være mulig å etablere en permanent base på månen. Dette kan skje i tunneler som det har vært lava i tidligere. Slangeroboter kan undersøke mulighetene nærmere. (Foto: (Illustrasjon: ESA))
Slangen kommer seg fram
For tre år siden undersøkte forskere på Sintef om slangeroboter kan hjelpe til med bevegelighet og framkommelighet i operasjoner på Mars.
På oppdrag fra ESA går nå forskerne videre i arbeidet. I en forstudie ser de på andre muligheter til å bruke roboter i rommet.
– Det mest stilige er vel mulige aktiviteter på månen og på kometer. Det mest nærliggende er å undersøke hvordan slangeroboter kan hjelpe astronautene på den internasjonale romstasjonen ISS til å vedlikeholde utstyr, sier Aksel Transeth ved Sintef.
Vil utforske kometer
ESA er også interessert i å undersøke kometene.
Siden disse kan komme langveis fra i verdensrommet, er håpet at de vil avsløre noen av solsystemets hemmeligheter og gi hjelp til å danne et bilde av hvordan det så ut før planetene ble dannet.
I 2004 sendte ESA opp romsonden Rosetta som ti år senere satte ned landeren Philae på en komet kalt 67P/Tsjurjumov–Gerasimenko.
Den hadde harpuner som skulle holde den fast etter landing, men de virket ikke.
– Det er så godt som ingen gravitasjon på kometer, forteller Transeth.
– Prøver man å gå på overflaten, vil man fort kunne sprette av. Derfor må vi finne måter slangeroboter kan bevege seg på en komet og på en eller annen måte holde seg fast underveis.
For Sintef-forskerne er bruk av slangeroboter på ISS, den internasjonale romstasjonen, det mest realistiske og nærliggende. Her slipper de for eksempel problemer med lave eller høye temperaturer.
På ISS oppholder det seg alltid astronauter. De kjører eksperimenter for kolleger nede på jorden og får tilsendt bokser med nye oppdrag som skal gjennomføres i den vektløse tilstanden.
Hvilke planter gror for eksempel i rommet? Hvordan leges sår i disse omgivelsene?
Dette er astronautenes hovedjobb. Men i tillegg må det mye vedlikehold og inspeksjon til for å holde en romstasjon i drift. Å få frigjort tid er derfor viktig for dem i en travel hverdag.
– En robot kan kanskje gjøre noe av dette inspeksjons- og vedlikeholdsarbeidet, sier Aksel Transeth.
– Eksperimentene er plassert i hylleseksjoner. Bak seksjonene kan det blant annet oppstå korrosjon, og for å avdekke dette trengs det inspeksjon. En slangerobot kan krype bak seksjonene, inspisere og muligens også gjøre lett vedlikehold.
Problemene forskerne må løse for å lage et slikt system av slangeroboter, er mange.
En viktig oppgave blir å finne ut av hvordan en slangerobot skal komme seg fram på ISS. Siden romstasjonen er i konstant fritt fall rundt jorden, flyter astronautene rundt. De holder seg fast eller dytter seg fram etter hva som trengs.
Annonse
– Vi mener vi kan få roboten til å holde fast, krølle seg sammen og skyte seg ut for å treffe et nytt kontaktpunkt, forklarer Transeth.
– I tillegg tror vi at den kan sno seg innimellom utstyr og dytte mot det for å krype framover - slik biologiske slanger beveger seg på landjorden.
– Vi vil se på hvilke krav som må stilles til slangerobotsystemet. Hvilken type sensorer vil for eksempel kreves for at roboten skal forstå sine omgivelser godt nok? Hvilke teknologier er tilgjengelige i dag som kan oppfylle noen av disse kravene, og hvilke teknologier må utvikles? Hvor ligger usikkerhetene i forhold til hva som kan være mulig å få til?
En drone, Astrobee, vil snart komme i bruk på ISS. Denne skal fly rundt og gjøre inspeksjonsoppgaver.
Forskerne tror de kan dra nytte av dronen siden den har en del teknologi som vil være lik den de kan bruke på slangeroboten.
