Відео: Колобок (Вересень 2024)
Коли в 1950-х роках почалася космічна гонка епохи холодної війни, ніхто не думав про майбутню проблему сміття. Але зараз на орбіті Землі є понад 21 000 штук орбітальних уламків, включаючи зростаюче скупчення на геосинхронній орбіті, де знаходиться багато цінних супутників, а також поблизу Міжнародної космічної станції на низькоземній орбіті.
У 2009 році сталося випадкове зіткнення, яке вивезло супутник зв’язку, і ситуація лише погіршується. Існує навіть Міжурядовий координаційний комітет з уламків космічного сміття, який бере активну участь у ряді космічних програм країн, включаючи США, Індію, Німеччину, Росію, Корею та Китай.
Доктор Аарон Парнес, керівник групи робототехніки в лабораторії реактивного руху NASA, має рішення. Його команда побудувала систему кріплення, яка очищає викинуті тіла ракет та непрацюючі супутники. Цікава частина? Він моделюється на гекона (так, тварина з липкими ногами).
"Тож я почав займатися створенням синтетичних версій цих волосків і застосуванням їх до наших роботів, щоб дозволити вертикальне сходження", - продовжив він. "Коли я дістався JPL, я почав думати про нульову гравітацію мікрогравітації, що набагато більше, ніж проблема сходження, ніж проблема ходьби. Якщо ви не висите на поверхню, ви падаєте - ви пливете в космос".
Ці синтетичні волоски, або «стебла», - це спрощена версія тих, хто на нозі гекона в реальному житті; клиноподібна з нахиленою шапкою грибоподібної форми (на фото вище). Коли стискаюча подушечка злегка торкається частини предмета, лише самі кінчики волосся контактують з цією поверхнею. Клейкість вмикається і вимикається, залежно від напрямку волосся в будь-який час.
Тимчасова адгезивність пояснюється силами Ван-дер-Ваальса (названа фізикою-нобелівською премією Йоганнесом Дідеріком ван дер Ваальсом), де електрони, що обертаються навколо ядер атомів, не рівномірно розташовані, створюючи невеликий електричний заряд і генеруючи силу. Сила застосовується, збільшуючи площу контакту між «стеблами» та поверхнею, забезпечуючи більшу адгезію. Коли сила розслаблена, «стебла» відкидаються у вертикальне положення, а клейкість вимикається.
Захват буде найбільш корисним, коли він прикріплений до робочих блоків як кінцевих ефекторів (руки) для участі в колективах співпраці людина / робот у космосі.
"Астронавти мають багато обмежень у середовищі, в якому вони працюють", - пояснила Парнес. "У них, наприклад, рукавички під тиском, тому їхня спритність - це не те, що могло бути. Отже, отримання роботів, щоб допомогти їм бути ефективними, є першорядним. Нашою технологією захоплення може бути використаний повзаючий робот, який рухається за межами Міжнародної космічної станції робити звичайні огляди, прибирання, перевіряти обладнання, щоб людині не довелося влаштовуватись та йти туди, поки робот не знайде серйозної проблеми ".
Все це прекрасно працює в нульовій силі тяжіння. Захвати були успішно випробувані в JPL на понад 30 поширених матеріалів, що використовуються на космічних апаратах, а також були випробувані всередині теплової вакуумної камери при температурі мінус 76 градусів за Фаренгейтом для імітації умов космосу. Вони також здійснили випробувальний політ у рамках програми "Польотні можливості" Управління космічних технологій NASA.
"Ми тестувались у мікрогравітаційній площині НАСА, і ніхто не кидався. Це було полегшенням, оскільки воно має репутацію за те, що люди дають хворобу на рух", - резюмувала Парнес. "Ми демонстрували захоплювачі в декількох сценаріях місій, таких як збір сміття та робот, що оглядав супутник для технічного обслуговування. У нас був плаваючий куб розміром 10 кг з різними фактурними поверхнями, який зазвичай використовується на космічних кораблях, і ми змогли схопити його, маніпулювати ним, і випустити його так само, як ви можете схопити шматок сміття, відтягнути його і випустити його, щоб згоріти, потрапляючи в атмосферу Землі. Найважче було, щоб плаваючий сміття і оператор знаходилися в одному місці одночасно, у цьому випадку робот кращий за людину ".
Перевірте їх у дії у відео нижче.
