Nasa, Europeiska rymdorganisationen och investerare satsar miljarder på att skapa robotik och AI-applikationer som är lämpliga för förhållanden med noll gravitation. Denna inspirerande nya teknik har potential att hjälpa uppdrag, underlätta utforskning och kanske till och med göra det möjligt för oss att flytta till andra planeter en dag.
Från Robby i Forbidden Planet till Star Wars-ikonerna R2-D2 och C-3PO, har vi föreställt oss robotar i rymden i årtionden. Men idag är de inte längre begränsade till den stora skärmen – de håller snabbt på att bli verklighet.
“Jag tror att vi någon gång kommer att åka till Mars och jag tror att vi kommer att utforska det med människor någon gång, men jag tror att det är riktigt klokt att göra all robotutforskning i förväg och lära sig så mycket som möjligt. När vi har lärt oss så mycket som möjligt med robotarna, då är det dags att skicka folk, och låta dem sedan fortsätta forskningen som robotarna har startat.
– John Glenn, en amerikansk marinkårsflygare, ingenjör, astronaut, affärsman och politiker. Han var den tredje amerikanen i rymden och den första amerikanen som kretsade runt jorden.
Autonoma rymdsonder
Glöm bara månen – förbered dig på att utforska långt bortom! Tack vare banbrytande autonoma robotar är möjligheterna att bege sig in i vårt solsystems okända världar oändliga.
Även om Venus och Saturnus kanske inte är de mest lämpliga platserna för människor, brinner tanken på att emigrera från jorden fortfarande starkt. För att veta om människor någonsin skulle kunna förändra planeten måste den kontrolleras och förberedas innan människor kan befolka den. Det är här som rymdsonder kommer fram i rampljuset.
En rymdsond är en obemannad enhet utformad för att utforska rymden och skaffa värdefulla vetenskapliga data. Utrustad med en uppsättning vetenskapliga instrument och verktyg, lanseras den från jorden för att studera atmosfären och sammansättningen av planeter, månar och andra himlakroppar. Sonder kan arbeta i rymden, kretsa runt planeter eller månar, eller till och med landa på deras ytor. Vissa sonder utför enkelriktade uppdrag, medan andra återvänder till jorden och tar tillbaka prover och data. Vanligtvis sänder dessa sonder sina fynd tillbaka till jorden med hjälp av radiokommunikation.
Sedan november 2018 har en robot vid namn InSight utforskat Mars och detekterat mer än 1 300 jordbävningar, några orsakade av rörelser av smält sten. Dessutom hittade den skakningar orsakade av meteoroidspåverkan och avslöjade vattenis närmare ekvatorn. Under den sekundära delen av uppdraget tittade InSight på planetens inre struktur, inklusive skorpa, mantel och kärnans tjocklek. Den tillhandahöll detaljerade väderdata som samlats in för ett helt Mars-år (687 dagar), vilket informerade om olika atmosfäriska studier. Och som Ajay B. Limaye, en biträdande professor vid University of Virginia, sa i en intervju med universitetets nyhetswebbplats, “det hade aldrig funnits den här mängden data från marken på Mars”.
En flytande rymdrobotassistent
CIMON (Crew Interactive Mobile CompanioN) är en autonom flytande robothuvudassistent. Boten utvecklades av Airbus på uppdrag av German Aerospace Center och kör en version av IBM Watsons artificiella intelligens. Förutom ett ansikte på videoskärm har CIMON en kamera för att se sin omgivning, plus en digital röst som gör det möjligt för honom att svara på frågor och interagera med astronauter när de utför uppgifter.
Det första fotot av CIMON i rymden togs efter två års arbete ombord på den internationella rymdstationen. CIMON är den första artificiellt intelligenta assistenten ombord på kretslaboratoriet. Tanken bakom är att vara en handsfree-databas, dator och kamera för att stödja forskningen.
Utvecklingen av rymdassistenter slutar inte. Airbus har redan utvecklat en uppdaterad version av CIMON – CIMON-2, som 2020 gjorde sin framgångsrika debut på den internationella rymdstationen. Dessutom arbetar NASA också med att utveckla en ChatGPT-liknande assistent för astronauter. Målet för initiativtagare är att så småningom ha “konversationsinteraktioner” med rymdfarkoster. Därför tar OpenAIs popularitet över inte bara på marken utan också i rymden.
Robothundar på månen
Innan man överväger mänsklig bosättning på månen måste omfattande vetenskaplig forskning utföras. Till stöd för detta försök har forskare och studenter ställt in avancerade robothundsutforskare som kan vara på månen i framtiden. Med förmågan att klättra i branta sluttningar, hoppa, gräva och utforska förhöjd terräng, kan de en dag hjälpa människor att utforska månen och andra planeter.
Redan har en robothundformad utforskare som heter GLIMPSE, designad av ETH Zürich och universitetet i Zürich, har klarat sina första tester 2022, tillsammans med andra robotutforskare. GLIMPSE:s roll är att ta reda på mer om månens sydpolära region.
Ett annat robothundkoncept är LEAP (Legged Exploration of the Aristarchus Plateau) designad för att köras på ytan av ESA:s European Large Logistics Lander (EL3). Dess design var influerad av ANYmal benrobot skapad av ETH Zürich och dess utlöpare ANYbotics.
“Med roboten kan vi undersöka nyckelfunktioner för att studera månens geologiska historia och evolution, som utkastningen runt kratrar, nya nedslagsplatser och kollapsade lavarör, där material kanske inte har förändrats av rymdvittring och andra processer”,
– Patrick Bambach, ingenjör vid Max Planck Institute for Solar System Research i Tyskland.
Skicka efter satellitmekanikern
Rymden är fylld av tusentals satelliter som inte bara förutsäger vädret utan också utforskar planeter och galaxer för att hjälpa oss att bättre förstå universum.
Men vad händer om något börjar gå fel? Det är inte så att vi har mekanik i rymden. Jo, det har vi faktiskt. Kanske inte riktiga mekaniker utan reparationsutrustning.
Enligt Orbital Today, fanns det mer än 5 000 satelliter i omloppsbana i mitten av 2022. Satelliternas genomsnittliga livslängd är 5 till 15 år. Vissa av dem kan därför gå sönder medan andra kräver underhåll.
Fram till mitten av 80-talet kunde trasiga satelliter inte repareras, men allt förändrades med NASA:s Solar Maximum Mission där en satellit släpades in i lastrummet på skytteln och reparerades av 1984 års rymdfärjan Challenger. Sedan dess har det funnits några andra uppdrag som involverade att rädda och reparera satelliter i omloppsbana. Till exempel, 2020 fanns det ett MEV-1-uppdrag som syftade till att förlänga livslängden för en satellit (Intelsat 901 eller IS-901) i geostationär omloppsbana genom att tillhandahålla service- och framdrivningsmöjligheter till satelliten.
Det finns andra kommande uppdrag som kommer att tanka och reparera satelliter i omloppsbana. Till exempel är uppdraget OSAM-1 (On-orbit Servicing Assembly, Manufacturing-1) planerat att starta 2024; och dess syfte kommer att vara att göra den första inspektionen i rymden, renovering och tankning av en åldrande amerikansk statlig satellit någonsin.
Astronautassistenten
Möt R5, alias Valkyrie, en 1,8 m lång, 125 kg humanoid robot. Designad för att hjälpa astronauter att utföra ett brett utbud av uppgifter i rymden, drivs hon helt av batteri och utrustad med flera ställdon som möjliggör 44 frihetsgrader, griphänder för att utföra uppgifter och sensorer och kameror i hennes huvud och bröst.
Ursprungligen byggd av Johnson Space Center (JSC) för 2013 DARPA Robotics Challenge, blev hon senare en del av Nasas Space Robotics Challenge. Sedan dess har Northeastern University, Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA och University of Edinburgh i Skottland, alla arbetat med programvaran som behövs för att göra hennes rymduppdrag redo.
Valkyrie ger sig ut på ett spännande nytt uppdrag långt hemifrån (men fortfarande på jorden), i Australien. Hennes syfte är att höja robotstyrda fjärroperationer, förbättra effektiviteten och säkerheten för Woodsides offshore-arbete samtidigt som personalen och miljön skyddas. Genomgår för närvarande tester på Australian Woodside Energy i Perth, Valkyrie visar sin mångsidighet för att utföra viktiga uppgifter både i rymden och på jorden.
“Vi är glada över att starta nästa fas av utveckling och testning av avancerade robotsystem som har potential att positivt påverka livet på jorden genom att tillåta säkrare operationer i farliga miljöer,”
– Shaun Azimi, ledare för det skickliga robotteamet på NASA Johnson
Även om hon är en markbaserad robot, kan kanske Valkyrie eller hennes förbättrade version en dag skickas ut i rymden.
Dessa tillämpningar av robotar i rymden är bara toppen av det intergalaktiska isberget. Från mikrogravitationsrobotar speciellt designade för att fungera i miljöer med nollgravitation till planetariska robotar som Mars-rovers, som har gjort banbrytande upptäckter, inklusive bevis på nyligen genomförd vatten på Mars. Det finns även många andra konstruktioner och prototyper på gång.
Genom att göra det möjligt för oss att utföra uppgifter långt utöver vår mänskliga förmåga, flyttar dessa smarta tekniker fram gränserna för rymdutforskning på nya spännande sätt.
