Китайские ученые работают над созданием отечественного робота для орбитального строительства SpiderFab, первоначально разработанного NASA, но так и не реализованного в космосе. Об этом сообщает издание South China Morning Post, ссылаясь на исследователей из Шэньянского института автоматизации, расположенного на севере Китая. Цель разработки таких роботов – возведение в условиях низкой или нулевой гравитации крупных конструкций, которые обычно невозможно доставить на орбиту в качестве груза внутри ракет-носителей или других космических аппаратов.
Сегодня любое оборудование, предназначенное для космических полётов, создаётся и проектируется на Земле с учётом необходимости компактного размещения в космическом корабле. После вывода на орбиту такая конструкция разворачивается. Этот метод, хотя и является действенным, устанавливает существенные ограничения на возможности доставки грузов в космос. Объект должен обладать заданными размерами и весом, а также обладать достаточной прочностью, чтобы противостоять экстремальным нагрузкам, возникающим во время запуска ракеты.
Концепции, аналогичные SpiderFab, способны кардинально преобразовать существующий подход. Вместо доставки готовых изделий на орбиту, роботы смогут производить объекты непосредственно в космосе, используя сырье, такое как катушки с углеродным волокном. Подобно тому, как пауки создают паутину на Земле, эти роботы могли бы осуществлять 3D-печать конструкций в условиях космического пространства. В теории это подразумевает отсутствие ограничений на размеры изготавливаемых объектов, при условии достаточного запаса материалов. Следовательно, создание антенн длиной в километр или гигантских солнечных батарей становится вполне осуществимой задачей.
Заинтересовавшись этой концепцией, китайские специалисты заявили об успешном решении двух ключевых задач, с которыми NASA сталкивалось при разработке этого проекта. Их робот использует композитные материалы на основе углеродного волокна, а не только «голый» углеродный волокно. По словам ученых, из этого материала возможно создавать длинные полые трубки, которые отличаются высокой прочностью при минимальном весе, что делает их подходящими для космических конструкций. К тому же, любые постройки, созданные в космосе, могут быть соединены без применения болтов или клея. Команда отмечает, что конструкции можно разрабатывать с учетом встроенных 3D-печатных соединений.
При монтаже деталей их можно спаять лазером, что позволяет получить прочное соединение и фактически сплавить элементы. Такой подход обеспечивает более аккуратную сборку и упрощает автоматизацию процесса. В настоящее время робототехнический комплекс проходит наземные испытания и доработки, а проведенная проверка концепции показала обнадеживающие результаты. На текущий момент команда применила свою разработку для создания уменьшенной модели антенной конструкции в лабораторных условиях.
Впереди у исследователей значительные трудности, в том числе усовершенствование автоматизированной роботизированной сборки в условиях микрогравитации. Для практической реализации этой технологии необходимо также решить вопросы точного позиционирования на больших расстояниях и гарантировать долговечность конструкции в условиях космической радиации и других факторов. По информации SCMP, представители института подчеркнули, что создание сооружений на орбите позволяет избежать их складывания для доставки ракетами или учитывать ограничения по габаритам. Элементы могут быть произведены, соединены и собраны непосредственно в космосе, что может стать важной технологией для космических систем будущего.