Íme a megoldás, hogyan lehetne eltakarítani az űrszemetet

| Vélemények 0 | Nyomtatom | A+ | A-

A Föld körül keringő űrhulladék komoly veszélyt jelent berendezésekre és űrhajósokra egyaránt, de mikrogravitációban és vákuumban nem egyszerű feladat a szemétszedés. Amerikai kutatók gekkótalpú robottal ragadnák meg a száguldó törmeléket.


Amint ezeket a sorokat olvassa, bolygónk körül nagyjából 500 ezer, emberi berendezésekből származó törmelékdarab száguld az űrben, némelyik több mint 28 000 kilométer per órás sebességgel. Könnyen elképzelhetjük – különösen ha láttuk a Gravitáció című filmet –, hogy az űrszemétdarabkák mekkora veszélyt jelentenek a műholdakra éppúgy, mint az űrjárművekre és személyzetükre.

Az űrszemét összetakarítása leginkább azért problémás, mert az űrben van. A szívókorongok nem működnek vákuumban. A közönséges körülmények között használatos ragadós anyagok, például a ragasztószalagok szintén nem jönnek szóba, mert az őket ragacsossá tevő vegyületek nem bírják ki az extrém hőmérsékleti ingadozásokat. A mágnesek meg eleve csak olyan tárgyakra hatnak, amik mágnesezhetők. A legtöbb eddig felvetett megoldás - mint amilyen a hulladékszigony - azért rizikós, mert erőteljes ütközést feltételez a berendezés és a szemét között, ami a szándékkal ellentétes módon új, megjósolhatatlan irányba lökheti el a hulladékdarabokat.

A NASA-t megihlették a gekkók

Hogy valamiképp mégis képesek legyünk megbirkózni az űrbéli rendetlenséggel, a Stanford Egyetem és a NASA Sugárhajtási Laboratóriuma (Jet Propulsion Lab, JPL) egy újfajta robottal állt elő, amely az említettektől különböző elven ragadná meg és távolítaná el a hulladékot. A fejlesztésről a Science Robotics című folyóiratban adtak hírt. 

Az általuk kidolgozott fogószerkezet olyan tapadási elven működik, amit a gekkók tanulmányozása inspirált – mondta Mark Cutkosky mérnökprofesszor, a cikk első szerzője. – A fejlesztés egy körülbelül tíz éve zajló munka leágazásaként indult. Az eredeti cél olyan mászórobotok létrehozása volt, amelyek úgy tapadnak a felülethez, ahogy a gekkók a falhoz."

A csoport a fogókészüléket, valamint annak kicsinyített változatát nemcsak a földi laboratóriumban, hanem különböző zéró gravitációs kísérleti terekben – egyebek között a Nemzetközi Űrállomáson – is próbára tette. A biztató eredmények nyomán a kutatók most már arra kíváncsiak, vajon hogyan teljesít majd a berendezés az űrállomás védőburkán kívül. 

„A fogószerkezetet egy sor űrmisszióban fel lehetne használni, az űrjárművek találkoztatásától és dokkolásától a Föld körüli pályán keringő hulladék begyűjtéséig – nyilatkozta Aaron Parness, a JPL extrém körülmények közötti robotikával foglalkozó csoportjának vezetője. – Később kifejleszthetnénk egy robotsegédet is, amely az űrjárművek burkolatán fel-alá mászkálva javításokat végezne, filmfelvételeket készítene, és felderítené a hibákat."

Hogyan működik a gekkótalp?

A Cutkosky-labor által kifejlesztett, gekkóelvű tapadóanyagokat korábban már felhasználták mászórobotokhoz, sőt egy olyan alkalmazásban is, amely emberek számára teszi lehetővé a különösen síkos felszíneken való felkapaszkodást. A gekkók azért képesek a sima falakra is felmászni, mert talpaikon speciális mikroredők találhatók. Ezek a felszínre tökéletesen rásimulva ún. Van der Waals-erőt hoznak létre, amely vonzást teremt a talpak és a fal között. A vonzóerő olyan, egyenként gyenge intermolekuláris kölcsönhatásokból ered, amelyek a molekulák külső elektronfelhőinek eltolódása nyomán ébrednek.

Az ember alkotta tapadóanyag kifinomultságban még mindig alulmarad a gekkóéval szemben – a tapadóredői körülbelül 40 mikrométer szélesek, míg a gekkó talpának redői ennél kétszázszor vékonyabbak, mintegy 200 nanométeresek –, de a működési elvük lényegileg azonos. A mesterséges változat a gekkó talpához hasonlóan csak akkor tapad, ha a redők megfelelő irányban nyomódnak a felszínhez, de a kölcsönhatáshoz a jó irányban kifejtett csekély erő is elegendő.Ez a tulajdonsága különösen alkalmassá teszi az űrszemét begyűjtésére.

„Ha nyomást igénylő ragasztóanyaggal próbálnék megragadni egy lebegő tárgyat, az egyszerűen elsodródna – magyarázza Elliot Hawkes, a Kaliforniai Egyetem munkatársa, a közlemény társszerzője. – A gekkótalpat azonban először nagyon finoman hozzáérintem a lebegő tárgyhoz, majd a talpat elfordítom, hogy a redők fogást találjanak, és máris a kedvem szerint tudom mozgatni az objektumot." Az elengedés hasonlóan finom mozdulattal történik, amely alig fejt ki erőt a tárgyra.

A tapadómezőket a fogórobot több felszínén helyezték el. A szerkezet az elülső felszínén négyzetes tapadótalpakból álló mintázatot visel, a robot karjain pedig, amelyek minden irányba kinyújthatók és az elülső felszín felé behajlíthatók, mintha csak ölelne velük, a tapadóanyag vékony csíkokban van elrendezve. Az elülső felszínre felvitt, négyzetes talpakból álló mintázat a lapos objektumok – mint például egy napelem – elfogására hivatott, míg a karok egy rakétatest vagy bármilyen más szabálytalan, görbe formájú tárgy megragadására alkalmasak.

A legnagyobb kihívás

A tervezéskor az egyik legnagyobb kihívást az jelentette, hogy miként osszák el a fogóerőt egyenletesen az egész tapadási felszínen. A mérnökök ezt úgy oldották meg, hogy az elülső felszín kis négyzetes talpait csigás erőátvivőkkel kötötték össze, amely egyben a fogótalpak és a befogandó tárgy közötti tapadást is szabályozzák. E nélkül az erőcsatolás nélkül a négyzetes fogótalpak nem viselkednének összehangoltan: egyenlőtlen terhelés esetén egyenként engednék el a céltárgyat, nem egyszerre. A terheléselosztás arra is alkalmassá teszi a fogórobotot, hogy hibás felszínű tárgyakkal is dolgozzon, amelyekkel nem mindegyik fogótalp tud kapcsolatot létesíteni.

A csoport arra is ügyelt, hogy a fogórobot rugalmas és merev üzemmódok között tudjon váltogatni. „Ha elképzeljük, hogy egy lebegő tárgyat akarunk befogni, az a legjobb, ha minél rugalmasabbak vagyunk, minél jobban alkalmazkodunk a tárgy alakjához, nehogy eltaszítsuk – érzékelteti a feladat nehézségét Hao Jiang, a Cutkosky-labor doktorandusz hallgatója. – Amikor viszont már megfogtuk, a további manipuláció során minél merevebbnek kell lennünk, és minél pontosabbnak, hogy a karok és a befogott test mozgása között ne legyen semmiféle késlekedés vagy lötyögés."

Sikeres tesztek

A csoport először a laboratórium földi körülményei között tesztelte a fogórobot működését. Gondosan megmérték, mekkora terhet bír el a szerkezet, mi történik a különböző nyomó- és csavaróerők hatására, és hányszor képesek a tapadófelszínek megfogni és elengedni tárgyakat. Ezt követően a NASA JPL-lel való együttműködésüknek köszönhetően valódi zéró gravitációs helyzetekben is kipróbálhatták a berendezést.

A JPL-ben van egy szoba, aminek a padlója úgy működik, mint egy hatalmas léghoki-asztal: bármi, amit rátesznek, ellenállás nélkül siklik. Ez egyfajta „2D-zéró gravitációs" helyzetet teremt, mert a mozgó tárgyakra semmilyen számottevő erő nem hat a padló síkjában. Itt – ahogy Hawkes elmesélte – „néztük, ahogy az egyik robot kergeti a másikat, elfogja, majd visszahúzza oda, ahová mi szeretnénk. Azt hiszem, mindnyájunknak nagyon tanulságos volt látni, ahogy egy viszonylag kicsi tapadófelület elhúz egy 300 kilós robotot."

 

Jiang és Parness ezután repülőre szállt a robottal, és két nap leforgása alatt összesen 80-szor emelkedtek és süllyedtek parabolikus pályán úgy, hogy 20 másodpercnyi kétszeres gravitációt 20 másodpercnyi zéró gravitáció követett. A fogórobot a szabadeséses periódusokban sikeresen megfogott, majd elengedett egy kockát és egy nagy strandlabdát, méghozzá olyan finoman, hogy a tárgyak elengedéskor alig mozdultak.

Végül Parness megtervezte a robot kicsinyített változatát, amely felmehetett a Nemzetközi Űrállomásra, és ott mutathatta meg képességeit. Az igazi erőpróba azonban az lesz, amikor az űrállomáson kívül helyezik majd üzembe a berendezést. Ehhez azonban úgy kell módosítani a robotot, hogy tartósabb anyagokból készüljön, és jobban ellenálljon az extrém hőmérsékleti és sugárzási körülményeknek. A jelenlegi prototípus lézerrel vágott rétegelt lemezből készült, és gumiszalagok is vannak rajta, amelyek az űrben törékennyé válnának.

(origo.hu)

VÉLEMÉNYEK, cikk kommentek

Írja meg véleményét:

 

a hozzászólások felülvizsgálatát és törlési jogát fenntartjuk



idea 2016


árfolyam:
1 euro = 4.6695 RON
1 dollár = 4.0518 RON
100 forint = 143.33 RON

NAGYBÁNYAI ESEMÉNYNAPTÁR

isk
Uj Szo

PIACZ, apróhirdetések

Londoni, szállodai munka, nyelvtudás nélkül, csekély önerővel Londoni partnerünk megbízásából keresünk, Nyugat- London, Hounslow kerületébe 3*, 4* és (...)

Dolgozzon a Holland Királyság fővárosában Ön is szeretne külföldön dolgozni? Az egyik legfontosabb kérdés, amit érdemes (...)

Nők Lapja Eladó 2016, 2017-es, Nők lapja évfolyam , 1,5 lej / szám

adj fel hirdetést
Reklam

SZAVAZÁS

Ön szerint szükséges-e a család fogalmáról szóló alkotmánymódosítás?

szavazok

a szavazás állása
korábbi szavazatok

VÉLEMÉNYEK, cikk kommentek

Sarateanu József Kövesi leváltásáról az (...)

Mikor már kezdett kilábolni az (...)

Péter Károly Kövesi leváltásáról az (...)

„Megpróbálja azt (...)

Péter Károly Magyar állami kitüntetésben (...)

Csak büszkék lehetünk, hogy még (...)

Fekete Ferenc Macron föderális uniója és a svéd (...)

'Macron beszédében hangsúlyozta, (...)

Varga Gábor Több ezer fekete lyuk hemzseghet a (...)

Lebilincselő cikk!

Zászló Magyar személyiségekről is (...)

Sokkal boldogabb lennék, ha az (...)

vgá „Nem tudom legyőzni” – Gyurta (...)

így is nagyon jó volt Dani!

Thurman Zoltán Közlemény a hajdani polgári (...)

Szeretném láttni pontosan, hogy a (...)

Ricsi Bonis KÖZLEMÉNY A NAGYBÁNYAI MAGYAR (...)

Az egészségügyi iskola túl közel (...)

vgá Az Igric - turné Nagybánya (...)

öröm, mikor Budapest vendégszerepel (...)

cotos KÖZLEMÉNY A NAGYBÁNYAI MAGYAR (...)

Szerintem eszrevetettek, hogy nem jol (...)

szittya A Nagybányai RMDSZ közleménye

a kis bozgor chereces :) nem mondta meg (...)

HZS A Nagybányai RMDSZ közleménye

Szégyen és gyalázat ez a (...)

Mer Kell A Nagybányai RMDSZ közleménye

A nagybanya.ro oldalan olvasva ezt a (...)

David Aaron A Nagybányai RMDSZ közleménye

Ez a Kerekes Katalin nevezetű (...)

Kereszthegyi A Nagybányai RMDSZ közleménye

Edesanyam elment az unnepsegre, melynek (...)

Kapjatokbe A Nagybányai RMDSZ közleménye

Nagyszeru a ralatasa az rmdsz-nek (nem (...)

Jurka Miklos Musical és operett est a kolozsvári (...)

Maramarosszigete nem kuldenek kegyeket?

vgá Magyar aranyérem a téli olimpián!

gratula! brávó, Fiúk!!

Szika Levente Zoltán Az „ásító torony” alatt (...)

...ami pedig ezt az irományt illeti, (...)

Oradea MSZP Az „ásító torony” alatt (...)

ekkora nepszerusege meg nem volt egy (...)

Oradea MSZP Az „ásító torony” alatt (...)

ekkora nepszerusege meg nem volt egy (...)

Dávid Lajos Az „ásító torony” alatt (...)

Stimată Laura Ghinea! Citind de mai (...)

Dávid Lajos Az „ásító torony” alatt (...)

Kedves Laura Ghinea! Többször (...)

Laura Ghinea presedinte UAP Filiala Baia Mare Az „ásító torony” alatt (...)

Buna ziua. Ma bucur ca subiectul (...)

Laczkó Zoltánné Az „ásító torony” alatt (...)

Kuzmányi István nem az írásai miatt (...)

Bodor Levi Az „ásító torony” alatt (...)

Tisztelt Kisebbségekért - Pro (...)

Torjay Valter A síri csend birodalmában

Nagy örömmel olvastam Ferenc bátyám (...)

Szika Levente Zoltán Az „ásító torony” alatt (...)

Szika Levente Zoltán2018.01.20 (...)

véleményt, a cikkek végén az erre kijelölt helyen, lehet írni

tmh