Pozemská jízda kosmonauta Andrease Mogensena na ISS

Andreas Mogensen použil k ovládání robota řídicí systém se zpětnou vazbou, který byl vyvinutý na půdě ESA. Díky tomu měl možnost pocítil tlak vždy ve chvíli, kdy se robotická paže setkala s nějakým odporem.

Toto zařízení schopné přenášet tlak přitom bylo základním předpokladem úspěšného experimentu, během něhož byl kovový kolík zasunutý do kulatého otvoru ve speciální desce: přitom měl vůli pouhé šestiny milimetry. Kolík přitom bylo nutné zastrčit plné čtyři centimetry, než došlo k propojení potvrzujícího kontaktu.

„S dnešními výsledky jsme nadmíru spokojeni,“ pochvaluje si vedoucí experimentu z laboratoře telerobotiky a haptiky v ESA André Schiele.

„Andreas Mogensen uskutečnil dvě kompletní jízdy včetně přiblížení, parkování a zasunutí konektoru do otvoru. Demonstroval tak přesnost a možnosti odezvy s pomocí hmatového vjemu z oběžné dráhy, a to poprvé v historii kosmonautiky.“

„Nikdy předtím rover neovládal, ale jeho řízení se ukázalo jako velmi intuitivní. Trvalo mu 45 minut, než dosáhl desky a následně zasunul konektor na první pokus. Druhý test mu trval méně než deset minut, takže křivka učení byla velmi strmá.“

Experiment se uskutečnil v technickém středisku ESA ESTEC (European Space Research and Technology Centre) v nizozemském Noordwijku. Vše sledovali zástupci médií, stejně jako specialisté na telerobotiku a pracovníci střediska.

Rover vytvořený speciálně pro experiment a pojmenovaný Interact Centaur postavili pracovníci laboratoře společně s doktorandy z Delft University of Technology. 

Vozidlo s pohonem 4X4 nese kameru na speciálním „krku“, pár pokročilých robotických paží navržených pro přenášení hmatových vjemů na dílku a celá řada přibližovacích a lokalizačních senzorů. Mezi nimi nechybí zaměřovací laser, který indikuje hloubku.

Skutečnou výzvu představovalo dosažení přenosu síly navzdory vzdálenosti, kterou musel signál urazit: z kosmické stanice obíhající kolem Země rychlostí téměř 8 km/s se vydal k družicím nacházejícím se 36 tisíc kilometrů nad rovníkem do pozemní stanice NASA v Novém Mexiku, pak přes středisko NASA v Houstonu transatlantickým kabelem do ESTECu – a následně zpět. Tato „okružní jízda“ představovala více než 144 tisíc kilometrů.

Nevyhnutelná časová prodleva se blížila celé sekundě, ale týmy připravily sofistikovaný software založený na metodách nazvaných „modelové zprostředkování chování“, které tuto prodlevu pomohly kompenzovat. Zabudované byly i sofistikované modely, které bránily operátorovi a robotickým pažím, aby se rozsynchronizovaly.

Zbývající ušetřený čas Andreas Mogensen využil ovladač se zpětnou vazbou ke zkoumání tuhosti různých prostředí, což by mělo pomoci měřit citlivost uživatelů na oběžné dráze, kteří ovšem mají jen malý stupeň odezvy.

Robotičtí průzkumníci na dálkové ovládání jsou velmi užiteční v nebezpečných nebo nedostupných prostředích – tedy nikoliv jen ve vesmíru. Na Zemi mohou pracovat v polárních oblastech, hlubinách moří nebo v místech jaderných katastrof.

Experiment Interact byl prvním krokem k vývoji robotů, které operátorům nabídnou mnohem širší vjemový vstup, než je dnes k dispozici. Tímto způsobem ESA – literárně řečeno – „prodlužuje záběr člověka“ z vesmíru na Zemi.

V budoucnu mohou být podobné systémy využité pozemními operátory k dohledu nad různými robotickými úkony na oběžných drahách: jde například o odstraňování kosmického smetí z prostoru kolem Země. Nebo mohou kosmonauti jezdit s rovery na povrchu Marsu, zatímco budou bezpečně kroužit na oběžné dráze této planety.

Test byl součástí sady experimentů, které Andresa Mogensen provede během svého pobytu na kosmické stanici. Dorazil sem v pátek 4. září, zpět na Zemi se vrací v sobotu 12. září.