Roboty ze stajni NASA

NASA, czyli amerykańska agencja kosmiczna, znana jest prawdopodobnie większości z nas. To ona z powodzeniem wysłała człowieka na księżyc, przyczyniła się do powstania międzynarodowej stacji kosmicznej (ISS), a obecnie planuje załogowe loty na Marsa. Jednak poza załogą osobową, agencja do swoich celów zatrudnia roboty, które dotarły w kosmos tam, gdzie ludzie marzą się dostać. Ten artykuł dedykujemy właśnie im

Szeregi robotów w NASA zasilają dwa różne rodzaje maszyn – łaziki takie jak Spirit, Opportunity i Curiosity, oraz lądowniki jak Viking czy Philae. To idealni ambasadorzy ludzkiej myśli technicznej i ich ciekawości, w nieprzyjaznych środowiskach otaczającego nas układu gwiezdnego. Ci elektroniczni odkrywcy XXI wieku nie tylko dostarczają na Ziemię istotne dane zebrane podczas swoich misji, ale także stanowią przykład praktycznego zastosowania robotów.

Pioneer 13 – w drodze na Wenus

Planując przyszłoroczne wakacje prawdopodobnie nie weźmiecie pod uwagę podróży na Wenus. Jest to dojrzała decyzja, ponieważ warunki panujące na jej powierzchni są dalekie od tych panujących w rajskich kurortach. Atmosferę stanowi mieszanina kwasu siarkowego z dwutlenkiem węgla, a temperatura na powierzchni sięga 460 stopni Celsjusza. To oferta dla najbardziej zdeterminowanych plażowiczów i pasjonatów ciepłych krajów. Nawet jak dla maszyny są to wymagające warunki.

Dlatego też z wielkim zaskoczeniem została przyjęta wiadomość o tym, że sonda wystrzelona w ramach programu Pioneer 13 przetrwała kontakt z tymi warunkami i przesłała dane na Ziemię. I to w roku 1978. Jej konstruktorzy nie przewidzieli dla niej modułu lądowania, stąd też spodziewano się, że w momencie uderzenia w powierzchnię kontakt z sondą zostanie zakończony. Ta jednak tak bardzo chciała się podzielić swoimi doniesieniami z NASA, że postanowiła działać jeszcze przez 67 minut. To ponad trzykrotnie lepszy wynik od rosyjskiej sondy Venera 7, która przeżywszy wenusjańskie lądowanie, poddała się pod 20 minutach.

Philae – Kometa 67P

Kometa 67P to nie, jak mogłoby się niektórym wydawać, nazwa podziemnego zespołu hip-hopowego. To lądownik przed którym postawiono bezprecedensową misję. Misję która okazała się być ani porażką, ani sukcesem. Skąd to dyplomatyczne tłumaczenie? Otóż jego konstruktorzy do serca wzięli sobie łacińską sentencję Per Aspera, Ad Astra, które można przetłumaczyć na “przez cierpienie, do posiadania Opla”. System lądowania był w co najwyżej eksperymentalnej fazie. Miał to być pierwszy lądownik, który osiądzie na komecie, która nie dość że odznacza się niską grawitacją, to jeszcze jest pokryta lodem, a jej skorupa jest daleka od równej.

Grawitacja na komecie była tak niska, że lądownik nie mógł osiąść w klasycznym tego słowa ujęciu. Plan zakładał, że Philae wystrzeli harpuny w kierunku powierzchni i przyciągnie się do niej z pomocą rakiety o wstecznym ciągu. Zamiast dostojnego lądowania, Philae odbił się kilkukrotnie od powierzchni. Co ciekawe spotkanie to przetrwał w stanie na tyle dobrym, aby przesłać istotne dane do centrum dowodzenia. Misja zakończyła się częściowym sukcesem.

Oportunistyczny łazik na czerwonej planecie

Czas na łaziki – prawdziwe flagowce w zespole NASA, będące źródłem sensacji i wodą na młyn ufologów szukających śladów życia na powierzchni czwartej planety Układu Słonecznego. Opportunity to łazik wyjątkowy. Osiadł na powierzchni Marsa w 2004 roku, a jego misja miała potrwać zaledwie 92 dni. Konstruktorzy zakładali, że pył na powierzchni planety szybko ograniczy wydajność paneli słonecznych, które w efekcie nie będą w stanie zasilić kosmicznego pojazdu. Tak się jednak nie stało, a łazik dalej działa po 4500 dni. W świetle pierwotnych założeń, można byłoby to uznać za porażkę misji. NASA jednak podkreśla, że to przemyślana konstrukcja stoi za sukcesem Opportunity, jak i właściwe decyzje w operowaniu nim. Istotna okazała się decyzja o wstrzymywaniu działania łazika, kiedy na powierzchnię nie dociera wystarczająco dużo słońca.

Opportunity odznacza się ograniczoną autonomią w poruszaniu się. W zależności od układu Ziemia – Mars, sygnał wysłany przez łazik może docierać do bazy z opóźnieniem od 4 do 24 minut. Jest to zdecydowanie za dużo, aby poruszać się nim na wzór zdalnie sterowanego samochodzika. O ile łazik nie znajduje się pośrodku wymagającego terenu, jego operatorzy wybierają punkt, który znajduje się nieopodal i każą mu się tam udać. Dzięki trójwymiarowym mapom terenu dostarczanym przez kamerę stereowizyjną, Opportunity wybiera najkorzystniejszą drogę, po czym w trakcie jej pokonywania upewnia się, czy postępuje wzdłuż najbardziej optymalnej ścieżki, a następnie rączo przebiera kółeczkami na drodze do zbadania Marsa.

Marsjańska ciekawość

Pod wieloma względami Curiosity stanowi rozwinięcie myśli, które towarzyszyły tworzeniu łazików Spirit oraz Opportunity. Wszystko w nim jest większe, systemy są bardziej odporne na problemy, a sam łazik posiada większą autonomię. Zaawansowanie technologiczne, jego wyrafinowanie technologiczne oraz moc obliczeniowa pozwalają mu wykonywać imponujące zadania, poczynając od pierwszego dnia misji. Curiosity osiadł na powierzchni Marsa 5 sierpnia 2012 roku, a jego lądowanie było koordynowane przez pokładowy komputer ze słabszym procesorem, niż ten który masz w swoim smartfonie.

Podczas gdy NASA wysłała większość swoich kołowych łazików na Marsa, w ich planach leży również eksploracja innych zakątków kosmosu. Planowana jest ekspedycja na Europę – jeden z księżyców Jowisza. Jego powierzchnię spenetrować miałby łazik podwodny, który po przedarciu się przez lodową powłokę, mógłby zajrzeć w głąb jego skrytych oceanów. Zaledwie w zeszłym miesiącu, w ramach misji Osiris Rex, łazik osiadł na jednej z asteroid znajdujących się w pobliżu Ziemi, z zadaniem pobrania próbek i powrotem do swojego macierzystego portu.

Podsumowując, roboty NASA to najwyższy poziom kunsztu robotycznego. Maksymalna autonomia osiągnięta przy minimalnej mocy obliczeniowej. Konstrukcje odporne na najcięższe warunki, operujące ponad przewidziany dla nich czas. Ich efektem jest nie tylko przekraczanie kolejnych granic ludzkiego poznania, lecz również dostarczanie inspiracji i innowacji, które są napędem do rozwoju codziennej robotyki na naszej ojczystej planecie.

Źródło: roboticstrends.com