PIAP Space rozwija technologię ochrony robotów dla przyszłych misji kosmicznych

PIAP Space ogłosiła swój udział w projekcie ESA Smart Skin for Exploration Cobots. Jego celem jest opracowane zaawansowanej osłony ochronnej dla ramion robotycznych przeznaczonych do misji księżycowych, marsjańskich oraz operacji orbitalnych. W ramach projektu spółka udostępnia swoje kompetencje w obszarze robotyki kosmicznej oraz rozwijane dla ESA ramiona robotyczne, wokół których projektowana jest nowa technologia smart skin.

Źródło: ESA; Space Agency

Przyszła eksploracja kosmosu będzie w coraz większym stopniu opierać się na robotach. Oznacza to konieczność lepszego ich przygotowania 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.

Osłona dla ramion robotów

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 – powiedział Christian Dalsgaard, Senior Consultant w DTI.

Drukowana w 3D struktura nośna

Technologia smart skin jest projektowana tak, aby mogła być dostosowana do różnych ramion robotycznych, zarówno dla przyszłych misji księżycowych, przyszłych misji 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,
• rozwiązania wspierające interakcję człowiek-maszyna.

Izolacja termiczna dla ruchomych komponentów

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.

Ramię robotyczne TITAN produkcji PIAP Space | źródło: Space Agency

– 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 – zaznacza Kamil Grassmann, CTO PIAP Space.

Zastosowanie nie tylko w środowisku kosmicznym

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 są 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 – wyjaśnia Christian Dalsgaard.

Projekt o budżecie 1,65 mln EUR 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.
• 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: materiały prasowe Space Agency