Взгляните на любой строительный проект или операцию по добыче на поверхности здесь, на Земле, и, вероятно, там будут бульдозеры, погрузчики и грузовики; все необходимое в земляных и строительных конструкциях. Но когда мы смотрим в будущее с «Видением исследования космоса» НАСА, которое призывает к возвращению на Луну для строительства баз и мест обитания, как будет осуществляться тяжелое строительство и раскопки на поверхности Луны?
Caterpillar Inc., компания, известная своими тяжелыми землеройными машинами и ведущим мировым производителем строительного и горного оборудования, стремится решить эту проблему. Они сотрудничают с НАСА для создания технологий, которые могли бы принести пользу строителям и шахтерам повсюду в будущем, независимо от того, будут ли они брать каску или космический шлем по дороге на работу.
Caterpillar была одной из 38 компаний, получивших стартовый капитал в рамках Программы инновационного партнерства НАСА (IPP). Проекты выбраны для этой программы из-за их потенциала для продвижения ключевых технологий, которые помогут удовлетворить насущные потребности НАСА в будущем.
Компания Caterpillar предложила погрузчик повышенной проходимости для освоения поверхности Луны. В настоящее время они работают с НАСА над разработкой технологии дополнения существующего землеройного оборудования датчиками и встроенными процессорами для обеспечения дистанционного телеуправления с задержкой во времени.
Погрузчик сможет выполнять перемещение реголита, например, планировку, выравнивание, рытье траншей, разработку карьеров, выемку грунта и покрытие среды обитания. Он также может быть использован для строительства лунных баз, развертывания или перемещения наземных средств, а также для передвижения по Луне.
Почему такая простая компания, как Caterpillar, заинтересована в Луне?
«То, как мы выглядим, есть технологии, которые нужны как на Земле, так и на Луне», - рассказала Мишель Блубо, менеджер по разведывательным технологиям в Caterpillar. «Мы рассматривали автономную работу оборудования как технологию того же типа, которую можно использовать как на Луне, так и в горнодобывающей промышленности. У нас тот же конечный результат, что и у НАСА ».
Этот конечный результат заключается в том, чтобы вывести операторов строительной техники из опасной ситуации, будь то оператор машины в опасной шахтной среде или оператор - космонавт на лунной поверхности, пытающийся выкопать места обитания.
Есть два типа телеоперации. Одним из них является дистанционное управление, при котором управление машиной осуществляется с помощью удаленной операционной системы. На борту будет либо система видения, либо кто-то сможет увидеть, что машина работает. Другой - это автономная работа, когда желаемая работа программируется и выгружается на машину, а затем машина выполняет эту работу, и никто не взаимодействует с машиной дистанционно или напрямую. Машина будет считывать программу на площадке, позиционировать себя, иметь возможности избегания, чтобы избегать камней или любых объектов, которые могут быть на пути, работая самостоятельно для выполнения данной миссии.
Caterpillar работает над обоими типами операций. «Это один шаг к следующему», - сказал Блубло. «Вам необходимо разработать обе эти технологии, сначала с удаленными операциями, а затем - с автономными операциями».
Они также исследуют работу удаленно или автономно на Луне с Земли и имеют дело с задержкой в шесть секунд между Землей и Луной.
В настоящее время есть два погрузчика повышенной проходимости - погрузчик с бортовым поворотом Caterpillar 287 C, оснащенный дубликатами дистанционной технологии. Один находится на полигоне Caterpillar недалеко от их штаб-квартиры в Пеории, штат Иллинойс, а другой - на скальном дворе в Космическом центре Джонсона в Хьюстоне, штат Техас. «Таким образом, мы можем развивать его вместе», - сказал Блубо. «Когда мы что-то делаем, у каждого из нас есть машина, поэтому мы знаем, как что-то реагирует».
Технология все еще находится в стадии разработки. «Мы провели несколько начальных демонстраций, когда поставили машину в мае 2007 года на ОАО», - сказал Блубо. «Группа из нас потеряла сознание, и люди в АО научились пользоваться машиной и ее возможностями, и мы обсудили взаимодействие между различными типами технологий». Летом 2008 года группа из Caterpillar вернется в АО, чтобы провести временную демонстрацию в пустынной местности.
Обе машины проходили испытания. «В рамках контракта НАСА отвечает за некоторые разработки, а Caterpillar отвечает за другие части, - сказал Блубо, - а затем есть вещи, которые мы делаем совместно, чтобы продвигать технологию быстрее, так что все выигрывают. JSC получает выгоду от наших мощностей и наших инженеров, работающих над технологиями, и наоборот, CAT получает выгоду от людей, работающих в JSC, и от технологий, которые у них есть, и от их объектов, так что это взаимовыгодные отношения между Johnson и CAT ».
В ближайшее время у Caterpillar есть еще одно предложение по контракту, которое выводит проект на новый уровень.
«Мы постараемся сделать берминг, который строит земляной вал вокруг площадки, выравнивая и определяя положение клинка», - сказал Блубо. «Мы берем технологию, которой мы достигли сегодня, и поднимаем ее на следующий уровень. Это почти ежегодный шаг за шагом в процессе разработки, и наша целевая дата для демонстрации подписи, демонстрирующей этот тип технологической автономии, возможность загрузки программы в машину и ее самостоятельной работы, запланирована на 2012 год ».
Так как погрузчик с бортовым поворотом 287 C очень тяжелый и работает на дизельном двигателе, его нельзя использовать на Луне. НАСА разрабатывает прототип транспортного средства типа лунного погрузчика, и Caterpillar оказывает помощь в разработке лезвия. «Итак, мы будем участвовать в проекте все время, пока он развивается», - сказал Блубо.
Однолетние проекты IPP включают сотрудничество между НАСА и компанией из частного сектора, научных кругов или другой государственной лаборатории. Все компании IPP устраняют технологические барьеры с помощью совместных программ совместного развития.
Другие примеры областей исследований НАСА по ИПП включают в себя стремление к улучшению характеристик двигателя и снижению выбросов для авиационных исследований; высокотемпературные материалы для лунных двигателей, оптика для снижения частоты ошибок будущих космических телескопов и демонстрация изоляции стеклянными пузырьками для криогенных резервуаров.
При общей стоимости проекта Caterpillar, составляющей чуть менее 1 000 000 долл., Caterpillar, по оценкам, внесет около 45%, а NASA - 55%. На всю Программу инновационного партнерства НАСА финансирование в размере 9 миллионов долларов США поступает из бюджета Партнерства по передаче технологии НАСА, 13 миллионов долларов выделяется из источников НАСА в программах, проектах или полевых центрах, а 12 миллионов долларов - от внешних партнеров на общую сумму финансовых вложений в 34 миллиона долларов. ,
«Многие из нас в Caterpillar выросли во времена первого освоения космоса, - сказал Блубо, - для нас очень интересно быть частью этого. Кроме того, это просто хорошая инвестиция в будущее ».
