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 = 4.6400 RON
1 dollár = 3.9322 RON
100 forint = 14878 RON
isk
Uj Szo

PIACZ, apróhirdetések

sara.finanza KÜLÖNLEGES AJÁNLAT MINDEN 5000 15.000.000 Fejezd be a vonatkozik, azért vagyunk ott, hogy a (...)

Londoni álláslehetőségek nyelvtudás nélkül Cég bemutató: 10 éve foglalkozunk szállás és munkaközvetítéssel Londonban. Az eddigi (...)

Hollandiai állások azonnal Hollandiai partnerünk megbízásából keresünk munkavállalókat: - párok - baráti (...)

adj fel hirdetést
jogaink

SZAVAZÁS

Milyen helyi, magyar érdekeltségű projektet tart legfontosabbnak?

szavazok

a szavazás állása
korábbi szavazatok

VÉLEMÉNYEK, cikk kommentek

sara Kolozsvárra és Nagyváradra látogat (...)

KÜLÖNLEGES AJÁNLAT MINDEN 5000 (...)

sara Kivizsgálást indítanak a besztercei (...)

KÜLÖNLEGES AJÁNLAT MINDEN 5000 (...)

saraz Vidám Versek Versmondó Versenye (...)

KÜLÖNLEGES AJÁNLAT MINDEN 5000 (...)

saracelina Vidám Versek Versmondó Versenye (...)

KÜLÖNLEGES AJÁNLAT MINDEN 5000 (...)

sara Mindenki elmondhatja véleményét a (...)

KÜLÖNLEGES AJÁNLAT MINDEN 5000 (...)

anna Együtt ünnepelt a nemzet!

KÜLÖNLEGES AJÁNLAT MINDEN 5000 (...)

Grof Laszlo - Oxford Kétnyelvű utcanév táblákat (...)

Gratulalok - a jozan esz is igy kivanja!

Nemzethy Együtt ünnepelt a nemzet!

A 'Beszámoló'-t azért nem kellett (...)

Fülöp Indi Viktória Újabb történelmi pillanat (...)

csodás látványképek. pocsék (...)

Csaba Mindenki elmondhatja véleményét a (...)

itt magyarhonban minden nagyon jo, az (...)

Ernest Gondolatok egy régi-új iskola (...)

Enikő drága! Mindenki tudja, hogy sok (...)

Harmath Sándor Magyarország megvétózza a (...)

Helytelen a 'megvétózza' kifejezés (...)

László Gróf Elhunyt az Aranycsapat utolsó tagja

R.I.P. Tóth II. József, R.I.P. (...)

NÁDASSY JÓZSEF Vidám Versek Versmondó Versenye (...)

Abrankó Erzsébet megosztott egy (...)

NÁDASSY JÓZSEF Vidám Versek Versmondó Versenye (...)

Abrankó Erzsébet megosztott egy (...)

morosán Nagybánya, Románia Ifjúsági (...)

nem is lenne olyan rossz ötlet. jár (...)

Petofi Sandor Program osztondijasa Kivizsgálást indítanak a besztercei (...)

Mar eldontottek hogy nem volt etnikai (...)

Oshonoi Árthur Kolozsvárra és Nagyváradra látogat (...)

Ideje rendet tenni Orbán Viktornak a (...)

vgá Dragnea mégsem támogatja az (...)

Korai volt az öröm, talán egy (...)

RIST ZITA HAJNALKA Vihar utáni kártérítési (...)

Sajnalatos modon a hatosagok (...)

Kulcs Nagybánya egyik történelmi (...)

Csodálatos dolog ez. Vigyázzunk (...)

Sogor Andras Hetvenezer látogatót mozgatott meg a (...)

Hat en ott voltam es epp hogy nem (...)

Harmath Lajos Magyarország megvétózza a (...)

Szerintem az is szempont lehet, hogy a (...)

Harmath Lajos Macron beengedné a schengeni övezetbe (...)

Minél előbb, annál jobb!

vgá Egy üdítő színfolt városunkban: a (...)

nagyon örülök zita, h tetszett a (...)

RIST ZITA HAJNALKA Egy üdítő színfolt városunkban: a (...)

Nagyon jo a bemutato szoveg,rovid (...)

Sógor András DARNAI ÁRPÁD – a máramarosi magyar (...)

Nyugodjék békében.

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

tmh
x Ezt olvasta?

Kiállt a Fidesz Lengyelország mellett Strasbourgban

Kiállt a Fidesz Lengyelország mellett Strasbourgban

Nagy többséggel (438 igen, 152 nem és 71 tartózkodás) döntött úgy az Európai Parlament strasbourgi plenáris ülése, (...)