Update: het analoog-1-experiment was een groot succes! Astronaut Parmitano voldeed binnen het opgegeven tijdsbestek (één uur) aan alle vereisten. Deze test is de eerste stap in het valideren van de tele-operatietechnologie.
NASA was nogal openhartig over zijn wens om astronauten de komende jaren terug naar de maan en verder naar Mars te sturen. Ze worden vergezeld door meerdere ruimteagentschappen (zoals de ESA, Roscosmos, de CNSA en de IRSO) die ook hun eerste bemande missies buiten de aarde willen uitvoeren. Wat echter vaak over het hoofd wordt gezien, is de rol die tele-operatieve missies in de nabije toekomst zullen spelen - waar mensen en robots hand in hand gaan.
Zo heeft de ESA een reeks experimenten onder de naam Analog-1 ondernomen, waarbij astronauten robots vanuit de ruimte besturen. Gisteren (18 november) nam ESA-astronaut Luca Parmitano de besturing van een robot in Nederland over van het ISS. Dit experiment en andere soortgelijke experimenten zullen helpen astronauten voor te bereiden op toekomstige missies waarbij gevaarlijke of ontoegankelijke buitenaardse omgevingen worden onderzocht.
De rover (bekend als Interact) is gemaakt als onderdeel van het Multi-Purpose End To End Robotics Operations Network (METERON) -project, dat communicatienetwerken, robotinterfaces en hardware wil creëren om astronauten in staat te stellen robotverkenners op afstand vanuit de ruimte te besturen. Deze robots zijn in staat landingsplaatsen te verkennen voor toekomstige missies, middelen te lokaliseren en habitats voor astronauten voor te bereiden.
De sleutel tot dit proces is een speciaal ontwikkeld "ruimte-internet" dat een operator kan verbinden met locaties tot een afstand van 10.000 km (6.200 mijl) - ofwel tussen de baan en het oppervlak of op verre locaties op aarde. Door deze verbinding kon Luca in contact blijven met de rover en alles zien en voelen - zij het met een vertraging.
Dit is van cruciaal belang als het gaat om teleoperatie, aangezien de doelen voor verkenning zo ver van de aarde verwijderd zijn. Om een maanrover op afstand te bedienen, moeten missiecontrollers te maken krijgen met vertragingen van seconden of minuten. Van de aarde naar de maan, signalen hebben maar een paar seconden nodig om heen en weer te gaan. Maar voor missies naar Mars kan de vertraging ergens tussen de 4 en ongeveer 24 minuten zijn (afhankelijk van waar de aarde en Mars zich ten opzichte van elkaar bevinden).
Uiteindelijk laten conventionele verbindingen alleen controllers toe om opdrachten te verzenden en in ruil daarvoor gegevens te ontvangen. Het METERON-project daarentegen laat controllers zien en zelfs voelen wat de robot doet, ondanks een vertraging. De bediening wordt verzorgd met twee laptops en een Sigma7 "force-feedback" -joystick met zes graden beweging. Deze haptische joystick laat de controller ervaren wat de rover zelf vanuit zijn omgeving waarneemt.
Het verbinden van de rover en de operator is geen eenvoudige taak, aangezien signalen van het ISS een rondreis maken van ongeveer 144.400 km (89.725 mi). Ondertussen reist het ISS rond de aarde met een snelheid van 29.000 km / h (18.000 mph). Deze signalen worden verzonden naar een reeks satellieten die zich in een baan tot 36.000 km (22.370 mijl) van het oppervlak bevinden.
De signalen worden vervolgens verzonden naar een Amerikaans grondstation in New Mexico, naar NASA's Houston en vervolgens via een transatlantische kabel naar Europa. Dit alles leidt tot een vrij aanzienlijke tijdsvertraging, maar een die beheersbaar is dankzij de geavanceerde infrastructuur die is gebouwd door NASA, ESA en andere partnerinstanties.
Tijdens de eerste sessies reed Luca met de Interact-rover door een hindernisbaan in een hangar in Valkenburg, in de buurt van ESA's European Science Research and Technology Centre (ESTEC). Rondom de baan werden achtergronden met maanlandschappen geplaatst, die bestonden uit een reeks kegels die op de grond waren geplaatst en die waren ontworpen om maanregoliet te simuleren.
Het uiteindelijke doel is om dit soort verkenning van de afstandsbediening uit te voeren vanuit stations zoals de Lunar Gateway of het Mars Base Camp. Deze stations en de mogelijkheid om rovers aan de oppervlakte te bedienen, is een belangrijk aspect van het vestigen van een duurzame menselijke aanwezigheid op de maan en het uitvoeren van bemande verkenningsmissies naar Mars - ook bekend als. NASA's plan van Maan naar Mars.
De volgende stap in het analoog-1-experiment zal bestaan uit een simulatie die over ongeveer een week zal plaatsvinden en waarbij een volledig gesimuleerde maanomgeving betrokken is. Deze test zal beoordelen of een door een mens bediende robot al dan niet geologische onderzoeken en verkenningen van moeilijk toegankelijke plaatsen kan uitvoeren.
Een team van het European Astronaut Center (EAC) in Keulen, Duitsland, zal optreden als een wetenschappelijk team en het experiment volgen. Om de illusie van een maanmissie te voltooien, zullen ze Luca instrueren en adviseren over mogelijke onderzoeksdoelen, waaronder de vraag of de gesimuleerde maanstenen die de Interact-rover tegenkomt verdere wetenschappelijke analyse verdienen of moeten worden weggegooid.
Vergelijkbare analoge experimenten worden uitgevoerd door ingenieurs in Duitsland die het METERON-systeem gebruiken om een rover in Canada te besturen. Deze experimenten valideren niet alleen de geavanceerde technologie die erbij betrokken is; ze tonen ook de waarde aan van mens-robotachtige samenwerking in de ruimte - die een centrale rol zal spelen in toekomstige verkenningsplannen.
Ondertussen komen de ministers van de ESA-lidstaten later deze maand (27-28 november) bijeen in Space19 + in Sevilla, Spanje, om de wetenschappelijke doelen van de Agency voor de toekomst te bespreken. Gezien het belang van teleoperaties en de technologie erachter, komen METERON en de analoge experimenten zeker naar voren!
Bekijk zeker deze video van de Interact rover die op afstand bediend wordt:
