Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, jak by to było żyć na innej planecie? Albo czy można tam znaleźć zasoby dla Ziemi?
Nie tylko Ty zadajesz sobie te pytania. Fascynują one ludzkość od dawna. Kluczem są tu innowacje techniczne. Dzięki kreatywności i pomysłowości zawsze można znaleźć nowe rozwiązania, które dostarczają odpowiedzi. Ale niezależnie od tego, czy jest to misja w kosmosie, czy konfiguracja testowa: wymagania stawiane materiałom są ogromne. Często z pomocą przychodzi nasza technika profilowa – dzięki maksymalnej stabilności przy niewielkiej wadze i stałej elastyczności. Dlatego też kilka projektów kosmicznych znalazło się już w centrum uwagi na blogu item. Informowaliśmy o i dwóch projektach studenckich na Politechnice Federalnej ETH w Zurychu: rakietowym napędzie hybrydowym do prowadzenia badań w stanie nieważkości oraz o robocie CHIRON. Politechnika Federalna ETH w Zurychu uważana jest za najlepszą uczelnię w Europie kontynentalnej i promuje innowacje. Innowacyjnym rozwiązaniem jest również robot kosmiczny SpaceHopper: Został on specjalnie opracowany do badania ciał niebieskich o głębokiej (= niskiej) grawitacji. W przypadku dwóch konfiguracji testowych studenci postawili na nasze profile aluminiowe z systemu modułowego item.
Jeden pomysł – nieograniczone możliwości
Wszechstronny, wytrzymały i wysokiej jakości: System modułowy MB firmy item jest od ponad 40 lat optymalnym rozwiązaniem sprawdzającym się przy każdym zadaniu konstrukcyjnym w najróżniejszych branżach.
WYBIERZ INTERESUJĄCY CIĘ PAKIET WZORCOWY
Projekt studencki opracowuje nowy sposób poruszania się po asteroidach
SpaceHopper to główny projekt Politechniki Federalnej ETH w Zurychu: Jest to projekt realizowany w ramach ostatnich dwóch semestrów studiów licencjackich. Studenci wykorzystują swoją wiedzę teoretyczną w praktyce i zdobywają cenne doświadczenie zawodowe. Często w tym zakresie pisane są również prace dyplomowe. Dziesięcioosobowy zespół SpaceHopper jest dodatkowo wspierany przez renomowane Laboratorium Systemów Robotycznych na swojej uczelni. Podczas gdy z góry ustalono skupienie się na niskiej grawitacji, studenci mieli swobodę wyboru celu misji. Świadomie poszukiwali przy tym największego wyzwania.
Zespół odkrył nowe możliwości i opracował SpaceHopper – robota kosmicznego poruszającego się poprzez skakanie.
„Księżyc, na przykład, ma jedną szóstą ziemskiej grawitacji. Ale naszym celem były ciała niebieskie o jeszcze niższej grawitacji, czyli asteroidy. Głównym celem jest asteroida Ceres. Jej grawitacja wynosi około 3% grawitacji ziemskiej” – mówi Elena Krasnova. Jest ona już absolwentką Politechniki Federalnej ETH w Zurychu i po ukończeniu studiów kontynuuje projekt wraz z innymi członkami zespołu w wolnym czasie. Kolejna motywacja: ze względu na swoją grawitację, asteroidy praktycznie nie były badane. Szczególnie Ceres nie ułatwia tego zadania: Koła? Przy takiej grawitacji nie można poruszać się ani do przodu, ani do tyłu. Latanie? Bez atmosfery niestety również nie wchodzi w grę. Dlatego zespół dokonał przełomu i opracował SpaceHopper – robota kosmicznego, który porusza się poprzez skakanie. Oznacza to, że można go z łatwością używać na asteroidach do pomiarów lub pobierania próbek.
To, co potrafią kocie łapki, potrafi także kosmiczny robot SpaceHopper, a nawet jeszcze więcej
Trzy nogi robota SpaceHopper łączą w sobie stabilność i wydajność. W sumie robot waży zaledwie 5 kg. Każda noga waży 1 kg i jest napędzana trzema silnikami: Dwa z nich znajdują się w korpusie, jeden w górnej części nogi. Podczas podskakiwania wykorzystywana jest przekładnia różnicowa w biodrze robota kosmicznego: Dzięki połączeniu silników w korpusie, robot mógłby skoczyć na asteroidę Ceres na wysokość do 6 metrów. Czy to nie brzmi znajomo? Jego zwinność przypomina zwinność kota i to nie przez przypadek: Kot skacze w powietrzu i obraca się podczas swobodnego spadania na tyle, aby wylądować na czterech łapach. SpaceHopper o rozmiarach zbliżonych do wielkości kota, „skopiował” to. Wykorzystuje on ciężar i brak równowagi nóg tak sprytnie, że zawsze ląduje na nogach.
W konfiguracji testowej na bazie item robot skacze na wysokość prawie 70 cm. Brzmi to niezbyt imponująco, ale to odpowiednik 5 do 6 metrów na Ceres.
Ręczne zaprogramowanie robota do takich ruchów byłoby zbyt kosztowne. Dlatego sztuczna inteligencja (AI) przejmuje kontrolę. Sztuczna inteligencja uczy się w symulowanym środowisku, w jaki sposób robot najlepiej porusza nogami, aby uzyskać łagodne lądowanie. Ale jak symulować warunki panujące na Ceres podczas testów na Ziemi? W tym miejscu pojawia się system modułowy item. Nasze profile aluminiowe stosowane są w konstrukcji w kształcie litery T: „U góry lina jest prowadzona na rolkach. Dzięki temu po jednej stronie można zawiesić obciążnik o wadze 4 kg, a po drugiej przymocować robota. Dzięki przeciwwadze robot jest w stanie skoczyć na wysokość prawie 70 cm” – wyjaśnia Elena Krasnova. Bez konfiguracji testowej na bazie item robot mógłby jedynie stać pionowo pomimo swoich silników. 70 cm brzmi niezbyt imponująco, ale jest to odpowiednik 5 do 6 metrów na Ceres.
Technika profilowa item jako solidna podstawa do wnikliwych eksperymentów
W innej konfiguracji testowej symulowana jest faza lotu robota kosmicznego. Może on swobodnie obracać się we wszystkich trzech kierunkach przestrzennych. Konstrukcja, nazwana „Gimbalem“, została zainspirowana systemem zawieszenia kamer o takiej samej nazwie. Całość można sobie wyobrazić w ten sposób: SpaceHopper znajduje się w środku konstrukcji, która składa się z trzech przeplatanych (umieszczonych jedna w drugiej) ram. Pozwala to przetestować, jak robot musi „machać” nogą, aby całkowicie obrócić się i wylądować. Takie eksperymenty dostarczają ważnych informacji dla prac badawczo-rozwojowych zespołu. Ponieważ dwie wewnętrzne ramy muszą być szczególnie lekkie, wykonano je z włókna węglowego. Rama zewnętrzna ma za zadanie wspierać całą konstrukcję i stabilizować ramy wewnętrzne.
Często musieliśmy rozbierać i ponownie składać urządzenia. Bardzo pomocne było to, że można w zasadzie zmontować całą ramę za pomocą sześciu śrub.
W tym wyzwaniu przydała się również nasza technika profilowa: „Nieskomplikowana technika łączenia jest wspaniała. Urządzenia pokazywaliśmy na wielu targach i wystawach. Dlatego często musieliśmy je rozbierać i ponownie składać. Bardzo pomocne było to, że można w zasadzie zmontować całą ramę za pomocą sześciu śrub” – podkreśla Elena Krasnova. Ze względu na ograniczenia przestrzenne zespół SpaceHopper musiał później połączyć obie konstrukcje. Dzięki modułowości naszych profili to zadanie również zostało szybko rozwiązane. Kolejna zaleta: „Szybkozłącza okazały się optymalne do szybkiej regulacji wysokości lub długości profili. Można było wypróbować wszelkiego rodzaju rozwiązania” – dodaje Elena Krasnova. Stworzyło to najlepsze warunki do kolejnych kroków lub skoków SpaceHoppera. Wkrótce zespół będzie miał świetną okazję do przetestowania robota kosmicznego podczas trzech lotów parabolicznych w stanie nieważkości. Tym bardziej cieszymy się, że możemy przyczynić się do sukcesu zespołu i trzymamy kciuki!
Chciałbyś regularnie otrzymywać informacje na temat możliwego stosowania produktów item? W takim razie mamy coś dla Ciebie: Zapisz się do blogowego newslettera item, wykorzystując do tego baner w prawym górnym rogu!
