Em novembro, o astronauta da ESA Luca Parmitano fez história ao assumir o comando de um veículo espacial da Estação Espacial Internacional (ISS). Como parte dos experimentos do Analog-1, esse feito foi possível graças a uma infraestrutura de comando da "internet espacial" e a uma configuração de controle de força e feedback. Isso permitiu a Parmitano operar remotamente um rover a 10.000 km (6.200 milhas) de distância, enquanto orbita a Terra a uma velocidade de 8 km / s (28.800 km / h; 17.900 mph).
Essas experiências, que fazem parte do programa de operação robótica de ponta a ponta da ESA (METERON), ocorreram em um hangar em Valkenburg, na Holanda - perto do Centro Europeu de Pesquisa e Tecnologia em Ciências da ESA (ESTEC). O primeiro teste, que aconteceu em 18 de novembro, envolveu Parmitano guiando o veículo espacial através de uma pista de obstáculos projetada para parecer e se sentir como a superfície da Lua.
Os testes validaram a sofisticada rede de controle e os controles, que fornecem aos astronautas a sensação de toque. Para o segundo teste, realizado em 25 de novembro, o rover navegou em um ambiente lunar simulado completo, coletando e coletando amostras de rochas. Este teste avaliou a capacidade de um rover operado remotamente para realizar pesquisas geológicas em mundos alienígenas.
Como disse o engenheiro da ESA Kjetil Wormnes, que lidera a campanha de teste Analog-1, em um comunicado de imprensa recente da ESA:
“Imagine o robô como o avatar de Luca na Terra, fornecendo a ele visão e toque. Estava equipado com duas câmeras - uma na palma da mão e a outra em um braço manobrável - para permitir que Luca e os cientistas localizados remotamente observassem o ambiente e pudessem ver de perto as rochas. ”
Usando o dispositivo de realimentação de força Sigma 7 (que dá ao usuário seis graus de liberdade) e um par de monitores, Parmitano guiou o rover por caminhos estreitos para alcançar três locais de amostragem diferentes e selecionar rochas para análise. Enquanto isso, uma equipe de especialistas em geologia do Centro Europeu de Astronautas (EAC), em Colônia, Alemanha, estava em contato com ele e o aconselhou sobre quais rochas eram alvos de pesquisa promissores.
Foi a primeira vez que esse tipo de tecnologia foi usada na ISS para controlar um robô em terra. Também se baseou em um projeto anterior conduzido pela ESA, projetado para familiarizar os astronautas com estudos geológicos. Como Jessica Grenouilleau, líder do projeto METERON no Grupo de Sistemas de Exploração da ESA, indicou:
"Nós nos beneficiamos do treinamento anterior de Luca por meio de nosso programa Pangea, dando aos astronautas experiência prática em geologia. Ajudou tremendamente a ter uma discussão eficiente entre a equipe e os cientistas. ”
A ligação de controle bidirecional entre o rover e a ISS foi possível graças aos satélites de comunicação colocados em órbita geoestacionária (GSO). Eles conectaram Parmitano à EAC e ao hangar onde o teste foi realizado, e com uma latência (ou atraso de tempo) de apenas 0,8 segundos. Graças à interface revolucionária, Luca conseguiu sentir o robô tocando o chão ou pegando uma pedra.
O hardware e o software METERON usados nessas experiências foram desenvolvidos pelo Laboratório de Interação com Robô Humano da ESA, localizado em Noordwijk, na Holanda. O suporte foi fornecido pelo Instituto de Robótica e Mecatrônica do Centro Aeroespacial Alemão (DLR), responsável pela integração do software de controle e pela otimização do feedback do sistema para levar em conta o atraso de tempo.
O engenheiro robótico da ESA Thomas Krueger, que dirige o Laboratório HRI, explica:
“Nesse cenário de exploração, que envolve um atraso de tempo relativamente curto, conseguimos combinar as vantagens relativas de humanos e robôs: um humano por sua capacidade de lidar com ambientes e estruturas complexos e não estruturados e tomada de decisões, e um robô hábil capaz de lidar com ambientes agressivos e executar com precisão os comandos do operador.
“Ao aprimorar a experiência do operador com feedback de força e controles intuitivos, podemos viabilizar tarefas de controle robótico anteriormente impossíveis e abrir novos métodos para explorar o espaço. Agora, estamos interessados em analisar os dados e o feedback de Luca para ver os detalhes de como ele se saiu e descobrir onde podemos melhorar e preparar futuros planos de exploração. ”
Os experimentos Analog-1 são os mais recentes de uma série de campanhas de teste de robôs humanos METERON progressivamente mais desafiadoras que envolvem a ISS. O primeiro teste de força-feedback (que envolveu um grau de liberdade) ocorreu em 2015 como parte do experimento Haptics-1. Isso foi seguido em 2016 pelo experimento de dois graus de liberdade Kontur-2 do DLR. Tudo isso culminou nas mais recentes experiências de seis graus de liberdade.
O próximo passo ocorrerá no próximo ano e envolverá uma simulação externa em um ambiente semelhante à Lua (localizado no momento no TBD). Para esta fase de teste, o rover coletará e examinará amostras de rochas locais em um cenário projetado para se assemelhar a uma missão completa da superfície lunar o mais próximo possível.
Quando exploradores robóticos forem enviados para a Lua e Marte em um futuro próximo, o METERON permitirá que os astronautas os controlem de habitats orbitais - como o Lunar Gateway e o Marte Base Camp - em vez de ter que enviar sinais da Terra. A tecnologia também permitirá a exploração de ambientes inacessíveis ou potencialmente perigosos que os astronautas não conseguem alcançar.
Não deixe de conferir também este vídeo do mais recente teste Analog-1, cortesia da ESA:
