Video: Gennemgang at kosttilskud (September 2024)
När rymdloppet för den kalla krigstiden började på 1950-talet tänkte ingen verkligen på det framtida skräpproblemet. Men nu finns det mer än 21 000 bitar av orbitalskräp i jordens omloppsbana, inklusive ett växande kluster i geosynkron bana där en hel del värdefulla satelliter är, liksom nära den internationella rymdstationen i lågjordbana.
2009 inträffade en oavsiktlig kollision som tog ut en kommunikationssatellit och situationen förvärras bara. Det finns till och med en inter-byrå för samordningskommitté för rymdavfall, med aktivt deltagande från ett antal nationers rymdprogram inklusive USA, Indien, Tyskland, Ryssland, Korea och Kina.
Dr. Aaron Parness, gruppledare för robotik vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory, har en lösning. Hans team byggde ett förankringssystem som rensar upp de kasserade raketkropparna och icke-operativa satelliter. Den intressanta delen? Det är modellerat på en gekko (ja, djuret med klibbiga fötter).
"Så jag började göra research för att skapa syntetiska versioner av dessa hårstrån och applicera dem på våra robotar för att möjliggöra vertikal klättring, " fortsatte han. "När jag kom till JPL började jag tänka på mikrogravitet nollvikt, vilket är mycket mer av ett klättringsproblem än ett promenadproblem. Om du inte hänger på ytan faller du av - du flyter bort i yttre rymden."
Dessa syntetiska hårstrån, eller "stjälkar", är en förenklad version av dem på en verklig geckos fot; kilformad med en lutande, svampformad mössa (bild ovan). När gripplattan lätt vidrör en del av ett föremål är det bara hårets spetsar som kommer i kontakt med den ytan. Klibbigheten slås på och av, beroende på hårstrånens riktning när som helst.
Den tillfälliga vidhäftningen förklaras av Van der Waals Forces (uppkallad efter Nobelprisvinnande fysiker Johannes Diderik van der Waals), där elektroner som kretsar kring atomernas kärnor inte är jämnt fördelade, vilket skapar en liten elektrisk laddning och genererar kraften. Kraft appliceras, vilket ökar kontaktytan mellan "stjälkarna" och ytan, vilket ger större vidhäftning. När kraften är avslappnad pinglar "stjälkarna" tillbaka till ett upprätt läge och klibbigheten stängs av.
Griparen kommer att vara mest användbar när den är ansluten till robotenheter som sluteffekter (händer) för att delta i mänskliga / robotarbetssamarbete i rymden.
"Astronauter har många begränsningar i miljön de arbetar i, " förklarade Parness. "De har till exempel handskar under tryck, så deras skicklighet är inte vad det kan vara. Så att få robotar för att hjälpa dem att vara effektiva är av största vikt. Vår gripteknologi kan användas av en krypande robot som rör sig längs utsidan av den internationella rymdstationen. att göra rutinmässiga inspektioner, rengöringsuppgifter, kontrollera utrustning, så att människan inte behöver passa upp och gå ut där förrän roboten hittar ett allvarligt problem."
Allt fungerar vackert med tyngdkraften. Griparna har testats med framgång på JPL på över 30 vanliga material som används på rymdskepp och har också testats inuti en termisk vakuumkammare vid temperaturer minus 76 grader Fahrenheit för att simulera rymdförhållandena. De gick också upp i en testflyg genom Flight Opportunity-programmet från NASA: s rymdtekniska uppdrag direktorat.
"Vi testade i NASA: s mikrogravitetsplan och ingen kastade upp, vilket var en lättnad, eftersom det har ett rykte för att ge människor rörelsesjuka, " sade Parness. "Vi demonterade griparna i flera uppdragsscenarier, som att samla in skräp och på en robot som inspekterade en satellit för underhåll. Vi hade en flytande kub som var 10 kg med olika strukturerade ytor som vanligtvis används på rymdskepp och vi kunde ta den, manipulera den, och släpp det precis som du kanske tar tag i en bit av skräp, bogserar ner den och släpp den för att brinna upp när du kommer in i jordens atmosfär. Den svåraste delen var att få flytande skräp och operatören att vara på samma plats på samma gång, i så fall är en robot bättre än en människa."
Kolla in dem i aktion i videon nedan.
