Uppdatering: Analog-1-experimentet var en fullständig framgång! Astronaut Parmitano slutförde alla krav inom den angivna tidsramen (en timme). Det här testet är det första steget i valideringen av telekommunikationstekniken.
NASA har varit ganska framme om sin önskan att skicka astronauter tillbaka till månen och vidare till Mars under de kommande åren. De åtföljs av flera rymdbyråer (som ESA, Roscosmos, CNSA och IRSO) som också vill utföra sina första besättningsuppdrag bortom jorden. Det som emellertid ofta förbises är den roll teleopererade uppdrag kommer att spela inom en nära framtid - där människor och robotar utforskar hand i hand.
Till exempel har ESA påbörjat en serie experiment gemensamt benämnda Analog-1, där astronauter kontrollerar robotar från rymden. Igår (18 november) tog ESA-astronauten Luca Parmitano kontroll över en robot i Nederländerna från ISS. Detta experiment och andra som det kommer att hjälpa förbereda astronauter för framtida uppdrag som kommer att involvera utforskning av farliga eller otillgängliga miljöer utanför världen.
Rover (känd som Interact) skapades som en del av projektet Multi-Purpose End To End Robotics Operations Network (METERON), som syftar till att skapa kommunikationsnätverk, robotgränssnitt och hårdvara för att möjliggöra för astronauter att fjärrkontrollera robotutforskare från omloppsbana. Dessa robotar kommer att kunna leta ut landningsplatser för framtida uppdrag, lokalisera resurser och förbereda livsmiljöer för astronauter.
Nyckeln till denna process är ett specialutvecklat ”rymdinternet” som kan ansluta en operatör till platser upp till 10 000 km (6 200 mil) bort - antingen mellan bana och ytan eller på avlägsna platser på jorden. Denna anslutning gjorde det möjligt för Luca att förbli i kontakt med rover, såväl som att se och känna allt det upplevde - om än med en tidsfördröjning.
Detta är avgörande när det gäller teleoperation eftersom undersökningsmål är så långt från Jorden. För att fjärrmanövera en månrover måste uppdragsansvariga kämpa med förseningar som är sekunder eller minuter långa. Från jorden till månen tar signaler bara några sekunder att komma dit och tillbaka. Men för uppdrag till Mars kan förseningen vara allt från 4 till cirka 24 minuter (beroende på var Jorden och Mars är i förhållande till varandra).
I slutändan tillåter konventionella anslutningar bara uppdragsansvariga att skicka kommandon och ta emot data i gengäld. METERON-projektet å andra sidan gör det möjligt för kontroller att se och till och med känna vad roboten gör trots en tidsfördröjning. Styrningen tillhandahålls med två bärbara datorer och en "kraft-återkoppling" joystick av Sigma7 med sex graders rörelse. Denna haptiska joystick låter styrenheten uppleva vad roveren själv känner från sin omgivning.
Att ansluta rover och operatören är ingen enkel uppgift, med tanke på hur signaler från ISS gör en rundtur på cirka 144 400 km (89 725 mi). Samtidigt reser ISS runt jorden med en hastighet av 29 000 km / h (18 000 mph). Dessa signaler skickas till en serie satelliter som ligger i banor på upp till 36 000 km (22,370 mi) från ytan.
Signalerna överförs sedan till en amerikansk markstation i New Mexico, till NASA: s Houston, och sedan via en transatlantisk kabel till Europa. Allt detta leder till en ganska betydande tidsfördröjning, men en som är hanterbar tack vare den avancerade infrastrukturen byggd av NASA, ESA och andra partnerbyråer.
De första sessionerna såg Luca köra Interact-roveren genom en hinderbana som ligger i en hangar i Valkenburg i Nederländerna - nära ESA: s European Science Research and Technology Center (ESTEC). Bakgrunder med månlandskap placerades runt banan, som bestod av en serie kottar placerade ovanpå marken för att simulera månregolit.
Det slutliga målet är att utföra denna typ av fjärrkontrollutforskning från stationer som Lunar Gateway eller Mars Base Camp. Dessa stationer och förmågan att teleoperera rover på ytan är en viktig aspekt av att upprätta en hållbar mänsklig närvaro på månen och genomföra besättningsuppdrag till Mars - aka. NASA: s Moon to Mars-plan.
Nästa steg i Analog-1-experimentet kommer att bestå av en simulering som planeras äga rum om ungefär en vecka och kommer att involvera en fullständig simulerad månmiljö. Detta test kommer att bedöma om en människodriven robot kan utföra geologiska undersökningar och utforskningar av svårtillgängliga platser.
Ett team vid European Astronaut Center (EAC) i Köln, Tyskland, kommer att fungera som ett vetenskapsteam och övervaka experimentet. För att slutföra illusionen av ett månmission, kommer de att instruera och ge Luca information om potentiella forskningsmål, som kommer att omfatta huruvida de simulerade månklipporna som möts av Interact rover förtjänar ytterligare vetenskaplig analys eller bortskaffas.
Liknande analoga experiment genomförs av ingenjörer i Tyskland som använder METERON-systemet för att kontrollera en rover i Kanada. Dessa experiment validerar inte bara den sofistikerade tekniken. de visar också värdet av mänskligt-robotiskt samarbete i rymden - vilket kommer att spela en central roll i framtida utforskningsplaner.
Under tiden kommer ministrar från ESA: s medlemsländer sammanträda senare denna månad (27-28 november) på Space19 + i Sevilla, Spanien, för att diskutera byråns vetenskapliga mål för framtiden. Med tanke på vikten av teleoperationer och tekniken bakom det kommer METERON och de analoga experimenten säkert att dyka upp!
Var noga med att kolla in den här videon om Interact-rover som teleopereras:
