En fjernstyret måne-rover kan snart arbejde på månen. Virtualiseringsværktøjer giver folk på jorden mulighed for at fjernstyre udstyret om bord på roveren for fleksibelt at indsamle prøver, grave månens overflade op eller samle andet udstyr.
Forskere ved University of Bristols Robotics Laboratory i Storbritannien har testet deres nye fjernstyresystem til måne-rovere på European Space Agency (ESA) European Space Applications and Telecommunications Centre i Havel, Oxfordshire. De bruger virtualiseringsværktøjer til at styre månens rover og styre robotarmen til at grave og simulere månejord. Denne metode behøver ikke at stole på, at kameraet transmitterer videosignalet, og dermed undgås forsinkelsen af kamerafeedback på grund af 1.3-sekunds signalforsinkelse mellem Jorden og Månen. I fremtiden kan satellitterne i "Moonlight"-projektet, der er planlagt af European Space Agency, videresende signalerne fra fjernbetjeningen af måne-roveren.
Joe Louca, fra University of Bristol, sagde i en erklæring: "Dette simuleringssystem kan hjælpe os med at betjene månerobotten fjernt fra Jorden og undgå problemet med signalforsinkelser."
Det virtualiserede simuleringssystem inkorporerer også "haptik"-interaktioner. Med andre ord giver systemet brugeren en følelse af berøring, og simulerer de haptiske egenskaber af månejord i Månens lave tyngdekraft. Dette giver fjernoperatøren mulighed for bedre at fornemme, hvor meget kraft der skal til for at grave månejord op, eller hvor meget kraft der skal til for at øse den indsamlede prøve op. På nuværende tidspunkt kan denne haptiske interaktion kun bruges i nogle grundlæggende virtualiseringsopgaver, såsom at komprimere månejorden eller flytte månejorden med en skovl, og har et begrænset udvalg af applikationer og er ikke blevet brugt til mere komplekse opgaver.
"Vi kan justere tyngdekraftens intensitet i dette simuleringssystem og give haptisk feedback, så astronauter kan opfatte teksturen og tilstanden af månestøv under måneforhold, trods alt er månens tyngdekraft kun en sjettedel af månens tyngdekraft. Jorden," sagde Luca. "
Systemet kan også bruges til at træne fremtidige astronauter på månen, hvilket giver dem et realistisk simuleringsmiljø for at få et glimt af månens overflade på forhånd.
"En af anvendelserne kunne være for astronauter at bruge dette simuleringssystem til at forberede sig til en kommende mission til månen," sagde Luca. "
Men før det, sagde Luca, skal tillidsproblemer overvindes. Tidligere undersøgelser har vist, at brugere har psykologiske barrierer, når de betjener virtualiserede systemer, hovedsageligt bekymret for, om det virtuelle system vil fungere som forventet i virkeligheden.
Lucas team kvantificerede effektiviteten og troværdigheden af det virtualiserede system. De fandt ud af, at når systemet indsamlede simuleret månejord, nåede effektiviteten 100 %, og konfidensniveauet var 92,5 %; Pålideligheden af at udhælde simuleret månejord er dog lidt lavere. Forskerne fandt ud af, at når man flytter månens jordsimulation, kan dette gøres netop ved at begrænse skovlens hældningsvinkel.
Selvom systemet var designet med månemissioner i tankerne, kunne den samme fjernbetjente teknologi i princippet også bruges til Mars-missioner. Denne teknik kan være nyttig, især når man henter prøverør fra en rover og læsser dem på et andet køretøj, der er lanceret fra Mars tilbage til Jorden.
Budgettet og tidslinjen for returnering af Mars-prøver er ude af kontrol, og NASA har bedt industrien om at hjælpe med at udvikle en løsning. Rocket Lab vandt for nylig en kontrakt om at udføre en detaljeret undersøgelse af mulige løsninger til at genvinde prøver indsamlet af Perseverance-roveren. Selvom det kan være for tidligt for fjernoperationer at komme i spil, vil de sandsynligvis blive brugt i fremtidige missioner til at returnere prøver til Månen, Mars, asteroider og andre stenede objekter såsom kometer.
"I det næste årti vil vi se flere bemandede og ubemandede missioner til månen, såsom Kinas Chang'e-program og NASAs Artemis-mission," sagde Luca. "Dette simuleringssystem kunne være et værdifuldt støtteværktøj til forberedelses- eller udførelsesfaserne af disse opgaver."