Igelroboter können auf das Sonnensystem springen

Igelroboter können auf das Sonnensystem springen

Wissenschaftler haben ein neues Modell von Weltraumrobotern entwickelt, die mit der Schwerelosigkeit auf dem Boden rollen und springen und gleichzeitig wertvolle wissenschaftliche Forschungsergebnisse liefern können.

Kometen und Asteroiden sind derzeit an der Grenze der wissenschaftlichen Erkenntnisse über das Sonnensystem. Diese Space Invaders tragen nicht nur die Bausteine, aus denen die Planeten bestehen, sondern auch die chemischen Komponenten, die das Leben auf der Erde formen. Es ist jedoch sehr schwierig, ihnen Robotermissionen zu schicken, wenn die Bedingungen der Mikrogravitation gegeben sind.

Dies hat die europäische Rosetta im vergangenen Jahr anschaulich demonstriert, als das Filya-Landemodul, das an den Kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko gesendet wurde, erfolgreich auf der Oberfläche des Kometen "landete". Das winzige Sonden-Harpunensystem klammerte sich jedoch nicht an der Oberfläche fest und er sprang zurück in den Weltraum. Phil fiel schließlich auf einen Kometen, sprang und landete dann an einer weniger geeigneten Stelle.

Das Problem von Kometen wie dem 67P liegt in einem im Vergleich zur Erdgröße sehr niedrigen Gravitationsfeld. Jeder Stoß kann eine Katastrophe für einen gewöhnlichen Weltraumroboter verursachen. Beispielsweise sind die auf Mars verwendeten Radrover auf der Oberfläche eines Kometen unbrauchbar. Eine leichte Drehung der Räder kann ihnen genügend Beschleunigung und Trägheit verleihen, um sich von der Oberfläche zu lösen und umzurollen. Beim Fila-Modul sind selbst stoßfeste Stützen nicht zuverlässig genug. Um dieses Problem zu lösen, haben NASA-Wissenschaftler des Jet Propulsion Laboratory (LRD, Pasadena, Kalifornien) gemeinsam mit Forschern der Stanford University (Stanford, Kalifornien) und des Massachusetts Institute of Technology in Cambridge einen Roboter entwickelt, der den Bedingungen der Schwerelosigkeit am besten angepasst ist.

"Der Igel ist ein anderer Robotertyp, der über die Oberfläche springen und taumeln kann, anstatt mit Rädern zu rollen", sagte Issa Nesnas, Leiter des LRD-Forschungsteams in einer Pressemitteilung der NASA. "Es hat die Form eines Würfels und funktioniert unabhängig von der Seite, auf der es gelandet ist."

Derzeit gibt es zwei Prototypen des Igels. Dies ist ein einfacher Würfel und das zweite Modell, das mit „Messern“ bedeckt ist, die als Beine dienen, und das auch als Sonde für die Entnahme von Proben des staubigen Bodens von Kometen und Asteroiden verwendet werden kann.

In beiden Modellen wird ein System von 3 Schwungrädern verwendet, die sich abwickeln und verlangsamen können, um das kinetische Moment zu übertragen und in Bewegung umzuwandeln. Dadurch kann der Roboter springen, taumeln und sich drehen. Da das System kein Top-Konzept hat, spielt es keine Rolle, auf welcher Seite der Igel gelandet ist. In ein Loch gefallen? Kein Problem! Die Ingenieure haben sich bereits ein Ersatzmanöver ausgedacht, das sie „Tornado“ nennen. In diesem Fall beginnt sich der Igel zu drehen, was ihn aus der Gefangenschaft der Grube oder des Sandfangs herauszieht. „Durch Steuern des Bremsens der Schwungräder können Sie den Sprungwinkel des Igels einstellen. Die Idee war, zwei Bremssysteme zu testen, um ihre Stärken und Schwächen zu ermitteln “, sagte Marco Pavon, der Leiter der Stanford Group.

„Die geometrische Form des Igels mit Stacheln hat gravierende Auswirkungen auf die Flugbahn seiner Sprünge. Wir haben eine Reihe von Experimenten durchgeführt und festgestellt, dass die Form des Würfels in Bezug auf die „Sprungleistung“ optimal ist. Die kubische Form ist einfacher herzustellen und innerhalb des Raumfahrzeugs zu transportieren “, sagte Benjamin Hockman, leitender Projektingenieur bei Stanford.

Bisher wurden mit beiden Prototypen Dutzende Flüge mit einer parabelförmigen Flugbahn durchgeführt, um ein Schwerelosigkeitsfeld zu simulieren. Und die Ergebnisse solcher Flüge sind beeindruckend.

Es bleibt noch viel zu tun. Sie müssen den Igel autonom machen, damit die Anweisungen von der Erde und vom Roboter ähnlich wie bei den Marsrovern ausgeführt werden können.

Aber wie schön ist es, einen Roboter zu beobachten, der bei der Untersuchung von Medien mit niedriger Schwerkraft einen völlig anderen Ansatz verfolgt und den Systemen mehr Schwerkraft zum Studium mit herkömmlichen Rovers und Landemodulen lässt.

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