Białystok, Toruń i Wrocław w drodze na Marsa

Latające heksakoptery obserwujące z powietrza, manipulator w kształcie dłoni człowieka czy powłoka z panelami słonecznymi. To tylko niektóre z elementów studenckich łazików marsjańskich, które zaprezentowano w poniedziałek 16 maja na specjalnym pokazie w Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów PIAP. Już w czerwcu trzy pojazdy o nazwach MAGMA 2, SCORPIO oraz COPERNICUS powalczą one o miano najlepszego pojazdu kosmicznego na prestiżowych zawodach University Rover Challenge w Stanach Zjednoczonych.

Polscy konstruktorzy jako jedyni w Europie pomyślnie przeszli eliminacje i zakwalifikowali się do głównej części konkursu, w którym udział biorą pasjonaci astronautyki z najlepszych uczelni na świecie. Zadaniem uczestników jest zbudowanie łazika, zdolnego do wykonywania zadań  takich, jakie realizują roboty badawcze wysyłane na inne planety Układu Słonecznego. W ubiegłym roku białostocko-toruński projekt MAGMA zajął trzecie miejsce. W tegorocznej edycji udział biorą aż trzy polskie uczelnie. Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu reprezentować będzie COPERNICUS, Politechnikę Białostocką MAGMA2 a Politechnikę Wrocławską – łazik SCORPIO. Ekspedycji partneruje Mars Society Polska, Casio Exilim oraz Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

Polskie ekipy mają nadzieję na powtórzenie ubiegłorocznego sukcesu. Łazik Magma2 wprowadzi zupełnie nową jakość, jeśli chodzi o realizację zadań obserwacyjnych nie tylko na zawodach URC, ale w ogóle w robotyce mobilnej. W robocie zainstalowano dwa heksakoptery, które posłużą do obserwacji terenu z powietrza. Natomiast łazika Scorpio wyposażono w manipulator zbudowany w oparciu o szeregową strukturę kinematyczną, składającą się z 6 elementów, zakończoną uniwersalnym chwytakiem  imitującym dłoń człowieka. Z kolei Copernicus  wyróżnia się tym, że posiada panele słoneczne będące alternatywnym źródłem energii.  Ponadto oprócz kamery głównej na peryskopie, robot zawiera kilka mniejszych kamer szczególnego zastosowania.

MAGMA 2

Magma 2 kontynuuje "lotniczą" filozofię konstrukcyjną, ma „odchudzone” elementy i szerzej zastosowane tworzywa sztuczne. Dzięki temu łazik w podstawowej konfiguracji (tej, co na zdjęciach) waży tylko 30 kilogramów!

Do każdego zadania na zawodach będzie osobne wyposażenie. Manipulator przegubowy do pobierania próbki skały, manipulator kartezjański do obsługi panelu sterującego, zespół pojemników na apteczki dla rannych astronautów i przede wszystkim dwa heksakoptery, które posłużą do obserwacji z powietrza terenu w którym łazik będzie operował. Będzie to pierwszy w historii zawodów przypadek wykorzystania obiektów latających, będziemy także jedyną drużyną posiadającą tego rodzaju sprzęt. Łazik Magma2 wprowadzi zupełnie nową jakość, jeśli chodzi o realizację zadań obserwacyjnych nie tylko na zawodach URC, ale w ogóle w robotyce mobilnej. Do tej pory taką technologię oglądaliśmy w filmach science-fiction, teraz jest stosowana w praktyce.

SCORPIO

Scorpio to zdalnie sterowany pojazd, wyposażonego w manipulator o 6 stopniach swobody, system wizyjny oraz system do zdalnych pomiarów, wykonany przez studentów z trzech Kół Naukowych: Pojazdów Niekonwencjonalnych "Off-Road", Układów Elektronicznych "Applied Electronics Group" oraz Technologii Bezprzewodowych "Wireless Group" z Politechniki Wrocławskiej.

Pojazd zaprojektowano z myślą o poruszaniu się po pustynnym terenie w okolicy 2 km od stacji nadawczej. Wyposażono go w manipulator zbudowany w oparciu o szeregową strukturę kinematyczną, składającą się z 6 elementów, zakończoną uniwersalnym chwytakiem imitującym dłoń człowieka. Jego zakres pracy to w przybliżeniu półkula o średnicy 1,2m, a udźwig na maksymalnym zakresie to około 3kg. Na podwoziu pojazdu zamontowano ponadto układ do zdalnych pomiarów. Służy on do rozpoznawania przedmiotów w odległości do 800 metrów, nie mniejszych niż 24mm x 24mm i ustalania ich dokładnego położenia.

Pojazd ma zapewnioną łączność z punktem sterowania w granicy 2km w pasmach 900MHz oraz 2,4GHz. W trybie ciągłym przesyła obraz z kilku kamer, w które jest wyposażony, z maksymalnym opóźnieniem na poziomie 1 sekundy. Maksymalny czas pracy pojazdu przy średnim obciążeniu to 60 min. Waga gotowego do jazdy łazika to około 45kg, natomiast prędkość maksymalna wynosi około 12 km/h.

COPERNICUS

Robot Marsjański „Copernicus” powstał na potrzebę uniwersyteckich zawodów URC2011. Jego konstrukcja, w której uczestniczyli studenci Wydziału Fizyki, Astronomi i Informatyki Stosowanej UMK w Toruniu, zawiera oprócz elementów standardowych tj. manipulator, peryskop z kamerą, panele słoneczne bedące alternatywnym źródłem energii. Konstrukcja wykonana jest z aluminium dzięki czemu posiada ona odpowiednią wytrzymałość przy niewielkiem masie własnej. Robot posiada sześć kół i sterowany jest drogą elektroniczna wykorzystując technologię Wi-Fi. Odmiennie wysyłany jest obraz z kamer robota (oprócz kamery głównej na peryskopie, robot zawiera kilka mniejszych kamer szczególnego zastosowania), ponieważ jest to kanał analogowy. Robot jest zbudowany w sposób umożliwiający szybki i ekonomiczny pod względem miejsca transport – peryskop i manipulator chowany jest do wnętrza robota i osłonięty za pomocą paneli słonecznych. Dedykowane oprogramowanie umożliwia sterowanie oraz odczyt informacji o stanie robota, jego zasilaniu oraz sile sygnału sterującego. Jego wymiary to 120x70 (100 panel słoneczny) x 55 cm (dł x szer x wys).

Zawody URC odbywają się na pustyni w stanie Utah w pobliżu analogu bazy marsjańskiej. Zmagania trwają trzy dni, w czasie których maszyny poddawane są licznym testom technicznym. Ponadto sterowane zdalnie roboty muszą podołać skomplikowanym zadaniom m.in. rozpoznać teren, pobrać próbki  gleby, czy dostarczyć pomoc medyczna rannemu astronaucie. Prawdziwym wyzwaniem dla konstruktorów i ich robotów będą pustynne warunki, które  zbliżone są do tych panujących na Czerwonej Planecie. Wysoka temperatura, kurz, ekstremalnie niska wilgotność powietrza to czynniki, które mogą stanąć na drodze do zwycięstwa.

Główną nagrodą - oprócz gratyfikacji finansowej jest możliwość zaprezentowania prototypu pojazdu marsjańskiego Agencji Kosmicznej NASA. Wygrana w konkursie jest ogromną szansą zaistnienia na arenie międzynarodowej i udziału w badaniach nad Czerwoną Planetą.

Tymczasem rusza akcja kibicowania polskim drużynom. Więcej szczegółów można znaleźć na stronie www.polskanamarsa.pl