Oglejte si kateri koli gradbeni projekt ali zemeljsko kopanje na Zemlji in verjetno bodo tam buldožerji, nakladalci in tovornjaki; vse bistveno pri izkopu in gradbenih konstrukcijah. Toda ko gledamo v prihodnost z NASA-ino vizijo za vesoljsko raziskovanje, ki zahteva vrnitev na Luno, da bi zgradili baze in habitate, kako bosta na lunarni površini izvedena težka gradnja in izkopavanja?
Caterpillar Inc., podjetje, ki je znano po svojih težkih strojih za zemeljsko premikanje in je vodilni svetovni proizvajalec opreme za gradbeništvo in rudarstvo, si prizadeva rešiti to težavo. Sodelujo z NASA, da bi ustvarili tehnologijo, ki bi lahko koristila gradbenim in rudarskim delavcem povsod v prihodnosti, ne glede na to, ali na poti za delo zgrabijo trdo kapo ali vesoljsko čelado.
Caterpillar je bil eno od 38 podjetij, ki so dodelila semenska sredstva v okviru Nasinega inovativnega programa partnerstva (IPP). Za ta program so izbrani projekti zaradi njihovega potenciala za napredovanje ključnih tehnologij, ki bodo pomagale zadovoljiti NASA-ine kritične potrebe v prihodnosti.
Caterpillar je za razvoj površin lune predlagal več terenski nakladalnik. Trenutno sodelujejo z Naso, da bi razvili tehnologijo za razširitev obstoječe zemeljske opreme s senzorji in vgrajenimi procesorji, da bi zagotovili časovno zakasnjen tele-operativni nadzor.
Nakladalnik bi se lahko lotil regolita, kot so razvrščanje, izravnava, rov, travnato kopanje, izkopi in pokrivanje habitatov. Uporabljajo se lahko tudi za gradnjo lunarnih oporišč, razporeditev ali premestitev površinskih sredstev, pa tudi za mobilnost na Luni.
Zakaj se za Luno zanima zemeljsko podjetje, kot je Caterpillar?
"Kakor smo izgledali, obstajajo tehnologije, ki so potrebne tako na Zemlji kot na Luni," je za Space Magazine povedala Michele Blubaugh, vodja službe za obveščevalne tehnologije pri Caterpillarju. »Na avtonomno delovanje opreme smo gledali kot na isto vrsto tehnologije, ki jo je mogoče uporabiti na Luni in v rudarski aplikaciji. Končni rezultat imamo kot NASA. "
Ta končni rezultat je odstranitev izvajalcev gradbene opreme iz nevarnih razmer, ne glede na to, ali gre za upravljavca strojev v nevarnem minskem okolju ali je upravljavec astronavt na lunini površini, ki poskuša izkopati območja habitata.
Obstajata dve vrsti tele-delovanja. Ena od njih je delovanje na daljavo, kjer se nadzor nad strojem izvaja z oddaljenim operacijskim sistemom. Na krovu bi bil ali sistem za videnje ali pa bi nekdo dejansko videl stroj kot njegov. Drugo je avtonomno delovanje, kjer se želeno delo sprogramira in naloži na stroj, nato pa stroj opravi delo, ne da bi se kdo z njim na daljavo ali neposredno povezal. Naprava bi prebrala program na mestu, sama se postavila, bi se lahko izognila kamenjem ali kakršnemu koli predmetu, ki bi mu lahko bil na poti, in bi delovala sama, da bi opravila dano misijo.
Caterpillar deluje na obeh vrstah delovanja. "To je korak do drugega," je dejal Blublaugh. "Obe tehnologiji potrebujete razviti, najprej z oddaljenimi operacijami, nato pa so končne avtonomne operacije."
Prav tako preiskujejo, ali delujejo na Luni oddaljeno ali avtonomno na Luni z Zemlje in se ukvarjajo s šestkratnim časovnim zamikom med zemljo in Luno.
Trenutno obstajata dva več terenska nakladalca, kompaktni nakladalnik Caterpillar 287 C, opremljen z dvojniki daljinske tehnologije. Ena se nahaja na Caterpillarjevem dokaznem terenu blizu njihovega sedeža v Peoriji v Illinoisu, druga pa na skalnem dvorišču v vesoljskem centru Johnson v Houstonu v Teksasu. "Tako ga bomo lahko razvijali skupaj," je dejal Blubaugh. "Ko nekaj delamo, imamo vsak stroj, tako da vemo, kako nekaj reagira."
Tehnologija je še vedno v fazi razvoja. "Naredili smo nekaj osnovnih demonstracij, ko smo stroj leta 2007 dostavili v JSC," je dejal Blubaugh. "Skupina nas je padla in ljudi v JSC smo naučili uporabljati stroj in kakšne so zmožnosti. Razpravljali smo o vmesnikih med različnimi vrstami tehnologije." Poleti 2008 se bo skupina Caterpillar vrnila v JSC, da bi opravila vmesno demonstracijo na puščavi.
Oba stroja sta bila v preizkusu. "V okviru pogodbe je NASA odgovorna za nekatere razvojne namene, Caterpillar pa je odgovoren za druge dele," je dejal Blubaugh, "in potem skupaj počnemo stvari, da tehnologijo hitreje premikamo, tako da imajo vsi koristi. Družba JSC ima koristi od naših zmogljivosti in naših inženirjev, ki delajo na tehnologiji, in obratno, CAT ima koristi od ljudi, ki delajo na JSC, in tehnologije, ki jo imajo, in njihovih zmogljivosti, tako da je to medsebojno koristno razmerje med Johnsonom in CAT. "
Caterpillar ima v pogodbi JSC kmalu še en predlog pogodbe, ki projekt dvigne na višjo raven.
"Ogledali si bomo berming, to je gradnja zemeljske jajce okoli mesta, izravnavanje in zaznavanje položaja rezila," je dejal Blubaugh. »Vzeli smo tehnologijo, ki smo jo danes dokončali, in jo prenesli na naslednjo raven. Skoraj vsako leto gre korak za korakom v razvoj in naš ciljni datum za podpisovanje predstavitvene predstavitve, ki prikazuje tovrstno tehnološko avtonomijo, možnost nalaganja programa v stroj in njegovega samodejnega delovanja je namenjen za leto 2012. "
Ker je drsni nakladalnik 287 C izjemno težak in deluje na dizelskem motorju, ga na luni ni bilo mogoče uporabiti. NASA razvija prototip vozila z luninim nakladalcem, Caterpillar pa pomaga pri razvoju rezila. "Torej, v projekt bomo vključeni ves čas, ko se bo razvijal," je dejal Blubaugh.
Enoletni projekti IPP vključujejo sodelovanje med Naso in podjetjem iz zasebnega sektorja, akademije ali drugega vladnega laboratorija. Vsa IPP podjetja rešujejo tehnološke ovire s skupnimi razvojnimi programi.
Drugi primeri raziskovalnih področij Nasine IPP vključujejo izboljšanje zmogljivosti motorja in manjše emisije za raziskave v letalstvu; visokotemperaturni materiali za lunarne motorje, optika za znižanje napak prihodnjih vesoljskih teleskopov in demonstracija izolacije steklenih mehurčkov za kriogene rezervoarje.
Celotni stroški Caterpillarjevega projekta znašajo nekaj manj kot 1.000.000 USD, pri čemer naj bi Caterpillar prispeval približno 45%, NASA pa 55%. Za celoten Nasin inovativni partnerski program 9 milijonov dolarjev financiranja prihaja iz Nasinega proračuna za tehnološka partnerstva, 13 milijonov dolarjev zagotavljajo Nasini viri v programih, projektih ali terenskih središčih, 12 milijonov dolarjev pa od zunanjih partnerjev za skupno skupno finančno obveznost 34 milijonov dolarjev .
"Veliko nas je pri Caterpillarju odraščalo v času prvega vesoljskega razvoja," je dejal Blubaugh, "za nas je zelo razburljivo, da smo lahko del tega. Poleg tega je to le dobra naložba v prihodnost. "
