Wielofunkcyjne interfejsy modułowe łączą ze sobą elementy robotów kosmicznych
Chociaż pionierskie misje załogowe na Księżyc były jednymi z pierwszych, a zarazem ostatnich, w ramach których ludzie podróżowali poza niską orbitę okołoziemską, nie były one końcem badań przestrzeni kosmicznej, ale być może ich początkiem. Tylko w 2018 roku na całym świecie z powodzeniem odbyło się 112 startów w przestrzeń kosmiczną z 8 różnych krajów(odnośnik otworzy się w nowym oknie) – najwięcej od 1990 roku. Różnorodność w zakresie badań przestrzeni kosmicznej można dostrzec tylko w przypadku kilku ostatnich misji. W ciągu ostatnich dwóch lat do celu swojej podróży dotarł lądownik Mars Insight, w stronę Merkurego udała się sonda BepiColombo(odnośnik otworzy się w nowym oknie), agencja NASA rozpoczęła misję mającą na celu poszukiwanie planet pozasłonecznych, a chiński lądownik Chang’e 4 i łazik Yutu-2 wylądowały po niewidocznej stronie Księżyca. Finansowany ze środków UE projekt SIROM(odnośnik otworzy się w nowym oknie) zwiększa zdolność operacyjną i elastyczność misji europejskich badań przestrzeni kosmicznej za pomocą zaawansowanych technologii robotycznych. Poprzez zoptymalizowane interfejsy dla modułowych systemów robotycznych naukowcy zapewnią niezawodne i solidne połączenie mechaniczne, termiczne, elektryczne i teleinformatyczne między modułami w postaci ulepszonej konstrukcji typu „plug-and-connect”.
Zmniejszenie złożoności
Robotyka kosmiczna i zaawansowane technologie są integralną częścią ciągłych badań otaczającego nas wszechświata. Stanowią one dużą i zróżnicowaną grupę systemów realizujących niezliczoną ilość zadań. W skład robotyki planetarnej wchodzą orbitery, lądowniki i łaziki, które badają inne planety i asteroidy. Zbierają i analizują one próbki oraz przygotowują je do sprowadzenia na Ziemię. Robotyka orbitalna wspomaga prowadzenie czynności serwisowych i konserwacyjnych na orbicie. Ponieważ większość satelitów (krążących po orbicie obiektów) jest obecnie budowana w formie produktów jednorazowego użytku, polegają one na ekonomicznych rozwiązaniach i zwiększonej żywotności, w tym modyfikacjach i modernizacjach dostosowanych do zmieniających się potrzeb i zużycia. W celu realizacji swoich licznych zadań roboty kosmiczne współdziałają z innymi systemami lub komponentami. Niezawodne i solidne interfejsy łączące robota z ładunkiem użytkowym lub ładunek użytkowy z drugim ładunkiem użytkowym mają kluczowe znaczenie dla powodzenia misji. Jak twierdzi koordynator projektu Javier Vinals, w ramach strategicznych klastrów badawczych (ang. Strategic Research Cluster; SRC(odnośnik otworzy się w nowym oknie) programu Horyzont 2020) poświęconych technologiom robotyki kosmicznej, „głównym celem projektu SIROM było opracowanie kluczowych technologii na potrzeby wspólnego złącza elementów dla autonomicznych systemów robotycznych obsługujących satelity orbitalne i prowadzących badania planetarne – innymi słowy, zdefiniowanie standardowego i modułowego »złącza USB« na potrzeby operacji prowadzonych przez roboty kosmiczne”.
Znormalizowane interfejsy typu „plug-and-connect” dla modułowych elementów
Jak wyjaśnia Vinals: „Wielofunkcyjny interfejs został zaprojektowany tak, aby w jego skład wchodziły mechaniczne interfejsy łączące ze sobą poszczególne elementy, elektryczne interfejsy do przesyłania energii elektrycznej, termiczne interfejsy do regulacji temperatury oraz interfejsy do transmisji danych w obrębie całego satelity”. Wymagało to opracowania standardów przesyłu energii elektrycznej i danych, metod przekazywania ciepła i kontrolowania temperatury, a także przenoszenia obciążeń mechanicznych i blokowania interfejsów po połączeniu. W zastosowaniach kosmicznych obowiązują znacznie bardziej rygorystyczne kryteria niż w przypadku interfejsów naziemnych. Zespół projektu SIROM dopilnował, by jego systemy uwzględniały długi czas trwania misji, brak wsparcia logistycznego oraz misje, które obejmują wiele ładunków użytkowych i architektur. Modelowanie i symulacje pozwoliły na optymalizację projektu pod kątem wielu kryteriów w celu spełnienia różnych wymagań. Interfejsy opracowane w ramach projektu SIROM poprawiają zdolność operacyjną, upraszczają logistykę i zwiększają elastyczność misji poprzez użycie opłacalnej i zorientowanej na klienta konstrukcji. Technologia ta przeszła walidację podczas demonstracji laboratoryjnych, a konsorcjum zmierza obecnie do jej walidacji na orbicie. Ogólnie rzecz biorąc, technologie opracowane w ramach projektu SIROM są gotowe do zwiększenia europejskiego potencjału w zakresie badań przestrzeni kosmicznej, jednocześnie zmniejszając koszty, zwiększając bezpieczeństwo i poprawiając ich zrównoważony charakter.
