Nowa technologia mapowania 3D może zmienić eksplorację kosmosu

Czy zastanawiałeś się kiedyś, w jaki sposób astronauci poruszają się po rozległych przestrzeniach kosmicznych? Chociaż mają dostęp do technologii GPS, poruszanie się po niezbadanym terytorium na innych planetach bez mapy może być trudne.

Nowy projekt sponsorowany przez Krajowe Laboratorium Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) stawia czoła temu wyzwaniu, wykorzystując skaner o wielu rozdzielczościach (MRS). za pomocą Swobodnie latający robot NASA Astrobi Na pokładzie stacji kosmicznej MRS przetestuje innowacyjną technologię mapowania 3D, która może tworzyć szczegółowe mapy odległych środowisk.

Ten innowacyjny projekt może zrewolucjonizować eksplorację kosmosu, zapewniając podróżnikom kosmicznym narzędzia potrzebne do nawigacji i eksploracji niezbadanych terytoriów z większą łatwością i precyzją.

Projekt MRS to efekt współpracy Boeinga i CSIRO, australijskiej agencji rządowej odpowiedzialnej za badania naukowe. Radioteleskop Moriang należący do CSIRO Parkes odebrał sygnały telewizyjne z wydarzenia, które obejrzało prawie 600 milionów widzów na całym świecie. Organizacja pracuje obecnie nad projektem, który przyniesie korzyści przyszłym misjom poszukiwawczym, a także głównym gałęziom przemysłu na Ziemi.

Projekt MRS, który był częścią ładunku dostarczonego przez 30. misję komercyjnych usług zaopatrzenia SpaceX, ma na celu pogłębienie naszej wiedzy o środowiskach kosmicznych. Technologia ta nie ogranicza się wyłącznie do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej; Posiada możliwość szybkiego tworzenia map 3D różnych środowisk z niespotykaną dotąd szczegółowością, takich jak stacja kosmiczna czy nawet rura lawowa na Księżycu czy Marsie.

„Wykorzystamy swobodnie latające roboty Astrobee należące do NASA do przetestowania MRS, który umożliwi nam stworzenie trójwymiarowych map modułu Kibo stacji kosmicznej”. powiedział Marc Elmuti, lider grupy badawczej w CSIRO. „Technologia, której używamy, łączy wiele czujników, co kompensuje słabe punkty każdego z nich i zapewnia trójwymiarowe dane o wysokiej rozdzielczości oraz dokładniejsze dane o trajektorii, umożliwiające zrozumienie, w jaki sposób robot porusza się w przestrzeni”.

Eksploracja kosmosu to trudne zadanie, w którym kluczową rolę odgrywają robotyczni eksploratorzy. Ci odkrywcy w kosmosie lub na Marsie polegają na jednoczesnej lokalizacji i mapowaniu (SLAM), aby tworzyć szczegółowe mapy swojego otoczenia i nawigować autonomicznie. Aby to osiągnąć, wykorzystują wbudowane czujniki, najnowocześniejsze oprogramowanie, takie jak Stereo-Depth Fusion i technologię 3D SLAM, taką jak Wildcat firmy CSIRO.

Niedawno zespół kierowany przez Elmutiego zweryfikował program, mapując znaną lokalizację na stacji kosmicznej – moduł Kibo. Został pomyślnie wystrzelony podczas 30. misji Commercial Resupply Services (CRS) firmy SpaceX i po przybyciu na stację został zainstalowany w jednym z robotów Astrobee.

Rozpoczęcie od Kibo pozwala zespołowi sprawdzić powstałe mapy i porównać je z kontrolami, aby sprawdzić, jak dobrze technologia działa w mikrograwitacji. Poprzednie eksperymenty naziemne wykazały, że bardzo dokładne możliwości mapowania i pozycjonowania oprogramowania umożliwiają robotom takim jak Astrobee skuteczne poruszanie się po niebezpiecznych, złożonych i nieustrukturyzowanych środowiskach bez GPS lub innych zewnętrznych informacji o położeniu.

Jeśli projekt zakończy się sukcesem, MRS będzie mógł rozszerzyć swoją działalność na inne moduły stacji kosmicznej, zwiększając swoje możliwości mapowania. Wyniki te pomogą udoskonalić technologię do poziomu, w którym będzie można ją wykorzystać w przyszłych misjach kosmicznych i przedsięwzięciach eksploracyjnych.

Chociaż Międzynarodowa Stacja Kosmiczna jest zamieszkana nieprzerwanie od ponad 20 lat, nie wszystkie przyszłe stacje kosmiczne będą zamieszkane przez ludzi. Planowana przez NASA Lunar Gateway, a nawet inne placówki w kosmosie, mogłyby być zamieszkane głównie przez roboty. Technologia ta umożliwi robotycznym asystentom autonomiczne działanie systemów, gdy w pobliżu nie będzie ludzi.

„Boeing angażuje się w zapewnianie zwiększonych możliwości i większego bezpieczeństwa misji na Księżyc i dalej”. Powiedział Scott Copeland, dyrektor ds. integracji badań ISS w Boeingu. „Wymaga to połączenia misji załogowych i robotycznych, a technologia skanowania w wielu rozdzielczościach zaprezentowana na naszym stanowisku testowym na niskiej orbicie okołoziemskiej będzie potężnym narzędziem, które pomoże nam osiągnąć te cele”.

Dzięki możliwości mapowania terenu i wykrywania cennych zasobów, MRS można zainstalować na łazikach lub helikopterach wysyłanych w celu eksploracji innych planet. Ponadto MRS można wykorzystać do identyfikacji potencjalnych uszkodzeń statku kosmicznego lub infrastruktury spowodowanych przez mikrometeoryty lub inne uderzenia, co czyni go cennym narzędziem dla robotycznych opiekunów w lokalizacjach, w których nie ma ciągłej obecności załogi. Możliwości tej technologii nie ograniczają się do eksploracji kosmosu, ponieważ branże takie jak górnictwo i pomoc w przypadku katastrof również mogłyby skorzystać z możliwości MRS tutaj, na Ziemi.