Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Robotická paže vyvinutá Německým střediskem pro letectví a kosmonautiku DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) v rámci projektu ROKVISS (Robotik-Komponenten-Verifikation auf der ISS) se po šesti letech provozu ve volném kosmickém prostoru vrátila na Zemi a od konce září je opět v laboratoři Ústavu DLR pro robotiku a mechatroniku v Oberpfaffenhofenu u Mnichova. Při své misi na mezinárodní vesmírné stanici (International Space Station – ISS) byla robotická paže namontována vně ruského servisního modulu Zvezda (obr. 1) a plnila nejrůznější úkoly podle stanoveného programu.
Návrat kosmickou lodí Sojuz
Zpět na Zemi dopravil robotickou paži ROKVISS ruský podnik pro kosmickou dopravu RKK Energija ve spolupráci s Vědeckým institutem pro robotiku a technickou kybernetiku v Petrohradě, který se na sledování a analýzách robotického systému podílí v rámci úzké německo-ruské spolupráce v kosmu. Robotická paže putovala zpět na Zemi jako zavazadlo v kosmické lodi Sojuz vedle kosmonautů vracejících se z ISS. Protože kontejner, který byl pro přepravu k dispozici, byl pro robotickou paži ve funkční sestavě příliš malý, musela posádka stanice paži rozebrat na několik dílů. K tomu účelu vypracovali odborníci DLR pro kosmonauty přesný návod, jak robotickou paži sejmout z vnějšího povrchu servisního modulu a poté ji krok za krokem zčásti demontovat. Částečně rozebraná robotická paže se nakonec na milimetr přesně vešla do přepravního kontejneru o rozměrech 47 × 16 × 16 cm. Dříve než mohli odborníci DLR robotickou paži ROKVISS v laboratoři opět uvést do chodu, museli ji nejprve znovu smontovat a také ověřit, že v ní neexistují, a to zejména v její elektronické části, žádné zkraty. Místo předpokládaných dvou dnů však stačily pouhé dvě hodiny příprav a robotická paže byla znovu pohotově ke spuštění a k funkčním zkouškám.
Výsledky zkoušek překonaly všechna očekávání
Robotická paže ROKVISS je první komplexní mechatronický systém, který byl po dlouhodobém používání v kosmickém prostoru znovu dopraven na Zemi, aby mohl být podroben důkladné prohlídce a komplexním zkouškám. Pracovníci DLR ještě během šestiletého pobytu robotické paže v kosmu vyvinuli a ověřili měřicí postupy umožňující zjistit změny v chování robotického systému po jeho dlouhodobém používání v mimořádně náročném provozním prostředí. Umístit robotickou paži na vnější povrch servisního modulu ISS znamenalo vystavit ji šestnáctkrát za den účinkům změny teploty od –20 do +60 °C. Navíc je ve vesmíru vzduchoprázdno, což přináší problémy při řízení teplotního režimu elektronických obvodů.
Již první vizuální kontroly ukázaly, že robotická paže zvládla provoz v kosmu bez viditelného poškození, což bylo pro experty naprosté překvapení. Ani se tomu nechce věřit, ale robotická paže po návratu z kosmu funguje jako v den svého vzniku – žádné klepání, žádné cizí zvuky z převodů, klouby se pohybují hladce a vláčně. „Je to, jako kdyby robotická paže nikdy neopustila laboratoř,“ říká vedoucí projektu Klaus Landzettel z Ústavu DLR pro robotiku a mechatroniku. Rovněž povrch robotické paže ROKVISS je neporušený, bez jakékoliv stopy po nárazu nebo jiných poškozeních. Jenom barva se na jednom místě povrchu robotické paže délky 50 cm a hmotnosti 7 kg trochu změnila – ze šedé na světle hnědou (obr. 2).
Již výsledky prvních funkčních zkoušek paže po návratu naznačily, že metody a technologie vyvinuté v Ústavu DLR pro robotiku a mechatroniku jsou velmi vhodné k použití v kosmickém prostoru. Koncepce robotické paže se dvěma klouby a kovovým prstem, která se ovládá páčkovým ovladačem se silovou zpětnou vazbou, se při 500 pracovních sekvencích uskutečněných vně ISS výborně osvědčila. Odborníci DLR předpokládají, že získané poznatky budou s výhodou využity při vývoji spolehlivých systémů a zařízení pro budoucí vesmírné mise. To platí především pro německou orbitální servisní stanici DEOS, která má být vypuštěna v roce 2015 a měla by v kosmu pomocí robotické paže zachytávat vadné a „vysloužilé“ satelity a řízeně je likvidovat. Podle poznatků z projektu ROKVISS chtějí výzkumníci DLR upravit
k použití v kosmu také další verzi humanoidního robota Justin.
Závěr
Na příští dny a týdny jsou naplánovány další podrobné zkoušky a také kontrola robotické paže ROKVISS, při které bude paže postupně úplně rozebrána a všechny její díly budou ve spolupráci s ruskými odborníky podrobně prozkoumány. Výzkumníci chtějí především zjistit, jaké účinky mají na zařízení přechod ze zemské atmosféry do vzduchoprázdného prostoru, dlouhodobý provoz ve vzduchoprázdnu při extrémních teplotách a také návrat z kosmického prostoru zpět do zemské atmosféry. To se týká především konstrukčních materiálů a jemného mechanického ústrojí robotického systému – tření v převodech, použitých mazadel a lepidel atd. Již nyní však lze říci, že úspěch kosmické mise ROKVISS daleko předčil všechna očekávání odborníků a získané poznatky budou velkým přínosem pro další rozvoj robotiky, zejména kosmické.
[DLR-Roboterarm ROKVISS aus dem All zurück. DLR Presseinformation, 28. září 2011.]
Ing. Karel Kabeš
Obr. 1. Robotická paže namontovaná na ruském servisním modulu Zvezda mezinárodní vesmírné stanice ISS (foto: RKK Energija)
Obr. 2. Robotická paže je po návratu z kosmu opět v laboratoři DLR, připravená ke zkouškám (foto: DLR)