Aruncați o privire la orice proiect de construcție sau operațiune de exploatare a suprafeței aici pe Pământ și probabil vor exista buldozere, încărcătoare și camioane; toate esențiale în săpăturile și construcțiile structurilor. Dar, în timp ce privim spre viitor cu Visionul NASA pentru explorarea spațială, care solicită o revenire pe Lună pentru a construi baze și habitate, cum se va realiza construcția grea și săpăturile pe suprafața lunară?
Caterpillar Inc., o companie cunoscută pentru mașinile lor de mișcare a pământului greu și liderul producător mondial de echipamente de construcții și miniere, încearcă să abordeze această problemă. S-au asociat cu NASA pentru a crea tehnologii care ar putea beneficia de lucrătorii în construcții și mină peste tot în viitor, indiferent dacă vor apuca un pălărie sau o cască spațială în drum spre muncă.
Caterpillar a fost una dintre cele 38 de companii care au acordat fonduri pentru semințe în cadrul Programului de parteneriate inovatoare (IPP) al NASA. Proiectele sunt selectate pentru acest program datorită potențialului lor de a avansa tehnologii cheie care vor ajuta la satisfacerea nevoilor critice ale NASA pentru viitor.
Caterpillar a propus un încărcător multi-teren pentru dezvoltarea suprafeței lunare. În prezent, lucrează cu NASA pentru a dezvolta tehnologia de mărire a echipamentelor existente de mișcare a pământului cu senzori și procesoare de bord pentru a oferi un control teleoperațional cu întârziere în timp.
Încărcătorul ar putea să întreprindă mișcări de reguli, precum gradarea, nivelarea, șanțul, mineritul benzii, săpăturile și acoperirea habitatului. De asemenea, ar putea fi folosit pentru construcția bazelor lunare, pentru desfășurarea sau relocarea activelor de suprafață, precum și pentru mobilitatea pe Lună.
De ce este interesată de Lună o companie „pe pământ” precum Caterpillar?
„Așa cum am arătat-o, există tehnologii care sunt necesare atât pe Pământ, cât și pe Lună”, a declarat pentru Space Magazine Michele Blubaugh, managerul serviciilor de tehnologie de informații la Caterpillar. „Am analizat operațiunile autonome ale echipamentelor ca fiind același tip de tehnologie care poate fi folosită atât pe Lună, cât și într-o aplicație minieră. Avem același rezultat final ca și NASA. ”
Rezultatul final este eliminarea operatorilor de echipamente de construcții dintr-o situație periculoasă, fie că este vorba despre un operator de mașini într-un mediu minier periculos, fie că este un astronaut pe suprafața lunară care încearcă să excaveze locurile de habitat.
Există două tipuri de teleoperare. Unul este funcționarea la distanță, unde controlul mașinii se face cu un sistem de operare de la distanță. Ar exista fie un sistem de viziune la bord, fie cineva ar putea vedea utilajul ca funcționând. Cealaltă este o funcționare autonomă, unde lucrarea dorită este programată și descărcată pe mașină și apoi mașina realizează lucrarea fără ca nimeni să interfețe cu mașina, fie de la distanță, fie direct. Mașina ar citi programul pe site, se poziționează în sine, ar avea capacități de evitare pentru a evita rocile sau orice obiect care ar putea fi în cale, funcționând de la sine pentru a finaliza misiunea dată.
Caterpillar lucrează la ambele tipuri de operații. "Este un pas spre altul", a spus Blublaugh. „Aveți nevoie de ambele tehnologii dezvoltate, cu operațiuni la distanță mai întâi, iar apoi ultimele sunt operațiunile autonome.”
De asemenea, cercetează lucrul de la distanță sau în mod autonom pe Lună de pe Pământ și se ocupă de cele șase secunde de întârziere între Pământ și Lună.
În prezent, există două încărcătoare cu mai multe terenuri, încărcătorul Caterpillar 287 C, echipat cu duplicate ale tehnologiei la distanță. Unul este situat la terenurile doveditoare ale Caterpillar lângă sediul central din Peoria, Illinois, iar celălalt se află la curtea stâncă din Johnson Space Center din Houston, Texas. „În felul acesta îl putem dezvolta împreună”, a spus Blubaugh. „Când facem ceva, fiecare avem o mașină, astfel încât să știm cum reacționează ceva.”
Tehnologia este încă în stadiul de dezvoltare. "Am făcut câteva demonstrații de bază inițiale când am livrat mașina în mai 2007 la JSC", a spus Blubaugh. „Un grup dintre noi a coborât, iar oamenii de la JSC au fost învățați să utilizeze mașina și care sunt capacitățile și am discutat interfețele dintre diferitele tipuri de tehnologie.” În vara anului 2008, grupul de la Caterpillar se va întoarce la CSI pentru a face o demonstrație provizorie pe un loc deșertat.
Ambele mașini au fost supuse testelor. „În cadrul contractului, NASA este responsabilă pentru o parte din dezvoltare, iar Caterpillar este responsabilă pentru alte porții”, a spus Blubaugh, „și atunci există lucruri pe care le facem împreună pentru a muta tehnologia de-a lungul mai repede, astfel încât toată lumea să beneficieze. JSC beneficiază de facilitățile noastre și de inginerii noștri care lucrează la tehnologie și, invers, CAT obține beneficii de la oamenii care lucrează la JSC și tehnologia pe care o au și facilitățile lor, deci este o relație reciprocă benefică între Johnson și CAT. "
Caterpillar are o altă propunere de contract care va trece la CSI în scurt timp, care duce proiectul la nivelul următor.
„Ne vom uita să facem berming, care construiește un berbec de pământ în jurul unui site, nivelând și sesizând poziția lamei”, a spus Blubaugh. „Luăm tehnologia pe care am realizat-o astăzi și o ducem la nivelul următor. Este aproape un proces anual pas cu pas în dezvoltarea și data noastră țintă pentru a avea o demonstrație de semnătură care să prezinte acest tip de autonomie tehnologică, să poată încărca un program în mașină și să-l funcționeze singur este vizat pentru 2012. ”
Întrucât încărcătorul de 287 C este extrem de greu și funcționează pe un motor diesel, acesta nu a putut fi folosit pe lună. NASA dezvoltă un prototip al unui vehicul de tip lunar, iar Caterpillar ajută la dezvoltarea lamei. „Deci, vom fi implicați în proiect pe tot parcursul dezvoltării acestuia”, a spus Blubaugh.
Proiectele IPP de un an implică colaborarea dintre NASA și o companie din sectorul privat, mediul academic sau un alt laborator guvernamental. Toate companiile IPP abordează barierele tehnologice cu programe de dezvoltare comună partajate din costuri.
Alte exemple de domenii de cercetare IPP NASA includ urmărirea performanței îmbunătățite a motorului și a emisiilor reduse pentru cercetarea aeronautică; materiale cu temperatură ridicată pentru motoarele lunare pentru aterizare, optica pentru reducerea ratelor de eroare ale viitoarelor telescoape spațiale și o demonstrație de izolare cu bule de sticlă pentru rezervoarele criogenice.
Cu un cost total al proiectului Caterpillar de puțin sub 1.000.000 USD, se estimează că Caterpillar contribuie cu aproximativ 45%, iar NASA 55%. Pentru întregul program al Parteneriatului inovativ al NASA, finanțare de 9 milioane de dolari provine din bugetul parteneriatelor de transfer tehnologic al NASA, 13 milioane de dolari sunt furnizate de surse NASA în programe, proiecte sau centre de teren și 12 milioane de dolari din partea partenerilor externi pentru un angajament financiar total combinat de 34 de milioane de dolari. .
„Mulți dintre noi la Caterpillar am crescut pe vremea primei dezvoltări spațiale”, a spus Blubaugh, „este destul de interesant pentru noi să facem parte din asta. În plus, este doar o investiție bună în viitor. "
