В конкурсе, спонсируемом НАСА, участникам предлагается улучшить конструкцию ковшового барабана для раскопок на Луне.
Ключевые выводы
- НАСА нуждается в вашей помощи в перепроектировании барабанной системы ковша для своего экскаватора RASSOR.
- Слабая гравитация Луны и малый вес экскаватора создают уникальные проблемы при проектировании.
- РАССОР однажды выкопает реголит, чтобы его можно было переработать в ресурсы, необходимые для устойчивого исследования Луны.
Вы инженер, дизайнер, производитель или студент STEM? Может быть, просто кто-то со здоровым пристрастием к ковшовым барабанам? Тогда НАСА хочет услышать от вас.
Инициатива НАСА по инновациям на поверхности Луны (LSII) спонсирует конкурс, организованный GrabCAD, чтобы собрать идеи для системы барабанного ковша, которая будет оснащена экскаватором Regolith Advanced Surface Systems Operations Robot (RASSOR). LSII - это портфель технологических разработок, направленный на расширение возможностей роботизированных исследований Луны, а однажды и Марса.
RASSOR 2.0 проходит испытания вместе с MARCO POLO/Mars Pathfinder, технологией производства топлива ISRU, в Космическом центре Кеннеди, Флорида.
Дизайн на грани RASSOR
Экскаватор RASSOR - «телеуправляемая мобильная роботизированная платформа» - проходит испытания в Космическом центре имени Кеннеди НАСА. Его нынешний дизайн 2.0 выглядит так, как будто он был создан из набора K’NEX в натуральную величину. Четыре гигантских опорных колеса окружают основную платформу, у которой есть два рычага, выходящие с каждой стороны.
На конце каждого рукава находится гигантский ковшовый барабан с полыми цилиндрами для исследования реголита, слоя каменистого материала, покрывающего коренную породу. Поскольку барабаны ковша на каждой стреле вращаются в противоположных направлениях, перегородки внутри улавливают реголит, чтобы предотвратить его выпадение во время движения экскаватора. Когда РАССОР достигает места хранения, бочки меняют направление, чтобы выплеснуть свое содержимое.
Задача НАСА для участников состоит в том, чтобы спроектировать лучшую форму для ковшовых барабанов RASSOR и внутренней перегородки. Бочки должны вмещать реголит при 50-процентной вместимости без проливания. Это легче сказать, чем сделать, и для большинства людей это, вероятно, не звучало так просто поначалу.
«С RASSOR мы больше не полагаемся на тягу или вес робота», - сказал CNN Джейсон Шулер, инженер-робототехник из Исследовательских и технологических программ в Космическом центре Кеннеди. «РАССОР - это земляные работы и транспортировка одновременно, но мы хотели бы улучшить конструкцию.
Причина, по которой RASSOR не может полагаться на тягу или вес, связана с более слабой гравитацией Луны. На Земле вес и тяга экскаватора могут использоваться для преодоления силы сопротивления почвы. Гравитация Луны составляет всего 17 процентов от земной, поэтому RASSOR не может полагаться на силу реакции для проникновения в реголит, особенно на глубинах с высокой плотностью. По этой причине он должен включать почти «нулевую силу реакции».
RASSOR также должен быть намного легче обычного экскаватора, сохраняя при этом долговечность и надежность, необходимые для работы в таких экстремальных условиях. При космических транспортных расходах около 4000 долларов за фунт, любой сброшенный фунт или квадратный фут, сжатый из проекта, равняется сэкономленным тысячам долларов.
DUST TO THUST - MARCO POLO/Mars Pathfinder, тест RASSOR
Еще одно путешествие на Луну
RASSOR станет частью программы NASA Artemis. Через Артемиду НАСА надеется отправить на Луну первую женщину и тринадцатого мужчину - первых людей, повторно посетивших лунную поверхность за более чем 40 лет. Оказавшись там, цель состоит в том, чтобы к 2028 году обеспечить устойчивое исследование Луны, испытательный полигон для технологии, которая может однажды отправить астронавтов на Марс.
Чтобы обеспечить устойчивое исследование, НАСА должно практиковать использование ресурсов на месте (ISRU). Эта практика позволяет астронавтам генерировать столь необходимые ресурсы, используя местные материалы. Чем дальше астронавты путешествуют от Земли, тем более необходимым становится ISRU для поддержания устойчивых, удобных для человека мест обитания.
RASSOR отправится на Луну в качестве предшественника полета человека на Луну. В сочетании с посадочным модулем с перерабатывающим заводом робот-экскаватор отправится на поверхность Луны, чтобы добывать реголит. Он поместит этот реголит в посадочный модуль для обработки.
Реголит можно перерабатывать в ценные ресурсы, такие как вода, топливо и воздух для дыхания. Он также содержит металлы, которые можно использовать для создания конструкций для лабораторий и жилых помещений астронавтов.
NASA работает над запуском Artemis 1 - беспилотного полета для тестирования космического корабля Orion - в конце этого года, но вынуждено было приостановить работу над ракетой из-за угрозы COVID-19.
Вызов принят
Призовой фонд конкурса GrabCAD составляет 7 000 долларов США. Предложение, занявшее первое место, получит 3 000 долларов США, а за места со второго по пятое предусмотрены денежные призы. Есть также удовлетворение и право хвастаться знанием того, что ваш проект сделает устойчивое исследование Луны реальностью.
Конкурс завершится 20 апреля 2020 года. Финалисты будут объявлены 27 апреля, а победители - 4 мая. Чтобы узнать больше, посетите веб-сайт GrabCAD.