Holdra szállásra készül a Bosch egy nemzetközi projekt keretében! Ehhez különleges, GPS jel nélkül is tájékozódni képes, napenergiával működő, cipősdoboz méretű önvezető holdjárókat fejlesztünk, amelyeket vezeték nélkül is lehet tölteni.
A Holdon olyan szélsőséges a környezet, amely még a legfejlettebb technológiákat is próbára teszi. A holdpor például jó néhány érzékelőt blokkol, a -150 Celsius fokos hőmérséklet pedig kihívást jelent a hagyományos elektronikának. Ráadásul a globális helymeghatározó rendszer (GPS) teljes hiánya szinte lehetetlenné teszi a pontos navigációt – legalábbis a Földön megszokott módszerekkel. Az ilyen körülmények tehát innovatív megoldásokat követelnek meg, amelyek e rendkívüli környezethez igazodnak.
A Hold komoly kihívásokat támaszt a mérnökökkel szemben
Egy cél, sok feladat
Ilyen innovatív, a Holdon is használható megoldások kifejlesztésén dolgoznak a Bosch szakemberei a NASA által 5,8 millió dollárral támogatott Tipping Point program keretében – közösen az Astrobotic, a WiBotic, a Washingtoni Egyetem és a NASA Glenn Kutatóközpontjának mérnökeivel. A projektben mindenki a saját szakértelmének leginkább megfelelő területért felelős.
Az Astrobotic a misszió könnyű és moduláris felderítő járművét, a CubeRovert fejlesztette. A WiBotic hozzájárul a vezeték nélküli töltési technológiához, amely lehetővé teszi a hatékony energiafelvételt a Holdon is. A Bosch az autonóm dokkolásra összpontosít, és olyan kritikus rendszereket fejleszt, amelyek biztosítják, hogy a CubeRover megbízhatóan navigáljon és kapcsolódjon ebben a szélsőséges környezetben. A Washingtoni Egyetem és a NASA Glenn Kutatóközpontja a vezeték nélküli töltőrendszer teljesítményének optimalizálásával és tesztelésével járul hozzá a projekt sikeréhez.
A Bosch az autonóm dokkolásra és a robotjármű navigációjára összpontosít a fejlesztési folyamatban
Készülnek az önvezető holdjárók
Ezek az erőfeszítések együttesen forradalmasíthatják az űrkutatást, miközben megnyitják az utat az önvezető rendszerek továbbfejlesztése előtt. A partnerek közösen olyan technológiákon dolgoznak, amelyek lehetővé teszik a holdjáró roverek számára a pontos navigációt, GPS jelek nélkül is. Ennek eléréséhez a Bosch a kameraadatok és a szenzorfúzió kombinációjára támaszkodik. Ezek a megközelítések biztosítják, hogy a roverek még szélsőséges körülmények között is megbízhatóan működjenek, például erős fényben vagy a holdpor jelenlétében. Túlzás nélkül kijelenthetjük tehát, hogy a fenti innovatív megoldásokkal a Bosch döntő szerepet játszik a Holdra tervezett autonóm rendszerek fejlesztésében.
Cipősdoboznyi járművek
A CubeRover a küldetés központi eleme, amelyet kifejezetten arra terveztek, hogy a Hold felszínén is működőképes legyen. A moduláris, ultrakönnyű és kompakt holdjáró kevesebb, mint 5 kilót nyom, nagyjából cipősdoboz méretű. Így több rover egyidejű szállítása is megoldható egy központi platformon, amely képes leszállni a Hold felszínére, majd bázisállomásként szolgálni az energiaellátáshoz és a navigációhoz. Ez nemcsak rugalmasabbá, hanem költséghatékonyabbá is teszi a küldetéseket, mivel egyetlen indítással több ilyen jármű is bevethető.
A CubeRover azonban nemcsak kompakt mérete, hanem sokoldalúsága miatt is lenyűgöző. Műszereket, például kamerákat vagy spektrométereket is képes magával vinni, ezáltal pedig új megközelítéseket nyithat a holdkutatás előtt. Mivel szélsőséges környezetben is megbízhatóan működik, fordulópontot jelent a világűr és az idegen égitestek felfedezésében.
Navigáció, bárhol
A Bosch innovatív szemléletével például azt is meg tudja oldani, hogy a Holdon, ahol a GPS nem működik, navigálni lehessen a CubeRovereket szélsőséges körülmények között. A leszállóegység központi bázisállomásként szolgál a járművek számára, amely energiát és tájékozódást biztosít.
Ezt úgy oldják meg a mérnökök, hogy az egységhez speciális vizuális jelzőeszközöket erősítenek, amelyek egyfajta QR-kódként működnek. Ezeket a CubeRover kamerája érzékeli, lehetővé téve számára a pontos helymeghatározást és így a biztonságos navigációt.
A CubeRover emellett szenzorfúziót alkalmaz, amely a kamera adatokat a mozgásérzékelők és a keréksebesség-érzékelők információival kombinálja. Ez a technológia biztosítja a stabilitást és az útvonaltervezést még egyenetlen vagy csúszós felületeken is.
A különböző technológiák kombinálása segít legyőzni a technológiai kihívásokat
A Bosch a vizuális jelöléseken kívül úgynevezett Wi-Fi ujjlenyomatot is használ a CubeRover navigációjának biztosítására. A holdfelszínen lévő központi platform rádiójeleket bocsát ki, amelyeket a rover érzékel. A jelek erőssége és jellemzői alapján a jármű meghatározza a helyzetét, és térképet készít a környezetéről.
Ez a módszer biztonsági tartalékmegoldásként működik, olyan helyzetekben, amikor a vizuális jeleket por vagy árnyék takarja, így biztosítva, hogy a CubeRover minden helyzetben navigálható maradjon. A Bosch tehát a vizuális jelölések, az érzékelők fúziója és a Wi-Fi technológia kombinálásával pontos navigációt tesz lehetővé – GPS nélkül.
Vezeték nélküli töltés, napenergiával
A nap energiája vezetéknélküli töltés segítségével jut el a robot akkumulátoraiba
A kisméretű rover esetében különleges kihívás volt még az energiaellátás biztosítása is. Mivel a CubeRover túl kicsi ahhoz, hogy napelemeket szereljenek rá, ezen a területen is innovatív megoldást kellett alkalmazni: egy speciális vezeték nélküli töltést.
A napelemeket a leszállóegységen helyezték el, ezek biztosítják az energiát a rover töltéséhez. A technológia egyik előnye a töltési folyamat során keletkező hő, amelyet a járművek védelmére hasznosítják a holdi éjszakák szélsőségesen hideg, akár -150 Celsius fokos viszonyai közepette.
Már van tapasztalatunk az űrben
Nem ez az első űrkutatási projekt, amelyben vállalatunk részt vesz. A Bosch és az Astrobotic évekkel ezelőtt már kifejlesztett egy olyan eszközt és szoftvert SoundSee néven, amely precízebbé és pontosabbá tette az űrben használt rendszerek karbantartását. A Nemzetközi Űrállomáson már rendszeresítették, használata pedig rengeteg időt spórolhat meg az asztronautáknak, ráadásul nagy mértékben növeli a biztonságot.
A SoundSee működésének lényege, hogy mikrofonjai folyamatosan rögzítik azt a zajt, amelyet az űrállomás fedélzetén lévő gépek és berendezések működés közben kibocsátanak. A felvételeket ezt követően értékelik. A kutatók feladata meghatározni, hogy az egyes gépek által kibocsátott zaj „normálisnak” számít, vagy eltér korábban rögzített tipikus hangmintától. Az eltérő hangokból ugyanis következtetni lehet arra, hogy egy adott gép a közeljövőben meghibásodik. Ha a SoundSee észlel valamilyen rendellenességet, az ISS személyzetét értesítik erről, így időben meg tudják vizsgálni az érintett alkatrészt és meg tudják előzni a hibát.
