PIAP Space opracuje ochronę dla robotów do misji kosmicznych

Przyszła eksploracja kosmosu będzie w coraz większym stopniu opierać się na robotach jako podstawowej sile roboczej. Oznacza to jednak konieczność lepszego przygotowania ich do pracy w ekstremalnych środowiskach Księżyca, Marsa oraz przestrzeni orbitalnej, gdzie muszą funkcjonować w warunkach ściernego pyłu, intensywnego promieniowania słonecznego oraz temperatur sięgających od minus 150°C do plus 120°C.

W tym celu Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) powierzyła konsorcjum kierowanemu przez Duński Instytut Technologiczny (Danish Technological Institute - DTI) opracowanie nowej generacji osłony ochronnej dla ramion robotycznych. Projekt o nazwie Smart Skin for Exploration Cobots ma na celu rozwinięcie technologii do poziomu umożliwiającego jej demonstrację w warunkach zbliżonych do kosmicznych.

„Potencjał robotów w eksploracji kosmosu jest ogromny. Mogą wspierać działania od wydobycia surowców na Księżycu po serwisowanie satelitów na orbicie i aktywne usuwanie śmieci kosmicznych. Wymaga to jednak, aby roboty były wyjątkowo wytrzymałe i zdolne do autonomicznej pracy lub bezpiecznej współpracy z człowiekiem” – podkreślił Christian Dalsgaard, Senior Consultant w DTI.

Technologia smart skin jest projektowana tak, aby mogła być dostosowana do różnych ramion robotycznych, przyszłych misji księżycowych i marsjańskich, jak i operacji orbitalnych. Jej podstawę stanowi drukowana w 3D struktura nośna, którą można zamontować na ramieniu robotycznym.

Pełni ona funkcję platformy integrującej cztery główne elementy: warstwę ochrony termicznej i przeciwpyłowej zabezpieczającą przed ekstremalnymi zmianami temperatur oraz penetracją ściernego pyłu, elastyczne przewody zasilające i transmisji danych, sensory zdolne do wykrywania i zapobiegania kolizjom, a także rozwiązania wspierające interakcję człowiek-maszyna.

Technologia druku 3D została wybrana ze względu na swobodę projektowania, jaką oferuje, jednak w tym projekcie będzie wykorzystywana w sposób wykraczający poza dotychczasowe standardy, z zastosowaniem całkowicie nowych podejść do projektowania i doboru materiałów.

Tradycyjnie materiały typu Multi-Layer Insulation (MLI) stosowane są na wszystkich statkach kosmicznych, zapewniając wysokowydajną ochronę termiczną całej konstrukcji lub poszczególnych instrumentów. Są to jednak rozwiązania statyczne, niewystępujące w elementach ruchomych. Opracowanie podobnego typu izolacji termicznej dla ruchomych komponentów jest znacznie bardziej wymagające, ale jednocześnie otwiera szerokie możliwości przyszłych zastosowań w systemach robotycznych.

„Zastosowanie zaawansowanego systemu ochronnego może umożliwić budowę ramion robotycznych z wykorzystaniem komercyjnie dostępnych komponentów. Może to stworzyć efektywny kosztowo sposób dostarczania nowych rozwiązań dla klientów działających w wielu obszarach sektora kosmicznego - od misji dalekiego kosmosu, przez serwisowanie orbitalne, aż po kolonizację Księżyca. W Admatis wspieramy wszystkie działania zapewniające Europie przewagę konkurencyjną, a ten projekt jest w pełni zgodny z naszą strategią” – wskazał Tamás Bárczy, CEO firmy Admatis.

„Udział w projekcie Smart Skin for Exploration Cobots jest dla nas bardzo wartościowym doświadczeniem, ponieważ łączy kompetencje rozwijane przez PIAP Space od lat w obszarze robotyki kosmicznej z nowymi technologiami ochrony i interakcji systemów robotycznych. To również potwierdzenie jakości rozwijanych przez nas rozwiązań i zaufania, jakim europejscy partnerzy obdarzają technologie PIAP Space rozwijane na potrzeby przyszłych misji ESA” - zaznaczył Kamil Grassmann, CTO PIAP Space.

Choć technologia smart skin rozwijana jest z myślą o wyjątkowych wyzwaniach środowiska kosmicznego, część rozwiązań może w przyszłości znaleźć zastosowanie również w innych sektorach przemysłu.

„Widzimy duży potencjał tej technologii w zastosowaniach przemysłowych, szczególnie tam, gdzie roboty pracują w ekstremalnych warunkach. Dobrym przykładem are odlewnie metali, w których pył i wysokie temperatury wpływają negatywnie na działanie urządzeń. Rozwijana przez nas technologia może potencjalnie wydłużyć żywotność kluczowego sprzętu i obniżyć koszty utrzymania” – wyjaśnił Christian Dalsgaard.

Projekt ma budżet 1,65 mln EUR i potrwa 24 miesiące. Konsorcjum bazuje na wcześniej zrealizowanej, udanej fazie pilotażowej, łączącej czołowe europejskie firmy sektora kosmicznego oraz specjalistów z pokrewnych dziedzin.

DTI odpowiada za koordynację działań i wnosi kompetencje w zakresie robotyki, funkcjonalnych materiałów oraz przemysłowego druku 3D. Admatis (Węgry) rozwija system ochrony termicznej, natomiast PIAP Space (Polska) oraz Redwire Space Europe (Luksemburg) udostępniają swoje kompetencje oraz ramiona robotyczne – te same, które są obecnie rozwijane na potrzeby przyszłych księżycowych misji ESA.

Dzięki temu technologia smart skin od początku projektowana jest z myślą o konkretnych systemach, które ma chronić.

Źródło: Space Agency/PIAP Space