Star Wars på Romstasjonen

Det er et slags Darth Vader-utseende på roboten R2, eller Robonaut 2, som har fått haik med Discovery STS 133-ferden ut i rommet.

R2 var ferdig i februar 2010 og ble da omtalt som historiens teknologisk sett mest avanserte, hurtigste og mest fingernemme humanoiderobot. Overkroppen med to armer og hode er da også svært menneskelignende.

Robothjelperen Dextre er ikke utpreget menneskelignende, men har i hvert fall to armer festet til en slags ”kropp” uten hode eller bein. Dextre, eller SPDM (Special Purpose Dexterous Manipulator) er et kanadisk bidrag til Den internasjonale romstasjonen.

Dexterous betyr fingerferdig eller behendig. De over tre meter lange armene har skulder-, albue- og håndledd med større bevegelighet enn hos mennesker. Ytterst kan de utstyres med gripeinnretninger for spesialverktøy som vil kunne håndteres med millimeterpresisjon. Hele Dextre har en høyde som omtrent tilsvarer to mennesker.

Dextre kan brukes sammen med stasjonens over 17 meter lange robotarm, Canadarm2, men vil også kunne operere fra forskjellige faste punkter. Hvis Dextre brukes sammen med Canadarm2, blir rekkevidden virkelig stor når robotarmen festes til trallen som kan benyttes på skinnegangen langs store deler av stasjonens tverrgående rammeverk.

Roboten kan enten styres fra romstasjonen eller fra bakken ved hjelp av fem egne kameraer.

Bestått eksamen

Dextre ankom romstasjonen med romfergen Endeavour, som ble skutt opp på STS 123-oppdraget 11. mars 2008. Monteringen foregikk 17. mars 2008. Etterpå gjennomgikk robothjelperen et prøveprogram, og 20. juli 2010 skulle den ha avlagt eksamen ved å demonstrere delvis uttrekking av en defekt sikringsboks på romstasjonens utside. Boksen skulle ut 15 cm, men etter flere forsøk beveget den seg bare 5 cm. Det var tydelig at den hadde kilt seg fast.

Selvfølgelig kunne Dextre ha brukt mer kraft, men det var bekymring for hvor meget verktøyet ville tåle, dessuten hva slags svingninger robothjelperen kunne påføre Canadarm2, kanskje også hele stasjonen, hvis noe plutselig glapp. Derfor ble demonstrasjonen stoppet.

Like før jul 2010 var det tid for ny eksamen. Nå gjaldt det å utføre en serie operasjoner i forbindelse med flyttingen av en 442 kilos lagringsboks på utsiden av romstasjonen. Operasjonene krevet stor presisjonsgrad, men Dextre klarte prøven med glans og er dermed klar for andre oppdrag.

På romstasjonen finnes det 72 bokser tilsvarende den som skulle trekkes delvis ut under prøven 20. juli i fjor. Ved behov for utskiftning vil Dextre kunne spare mannskapet for tid, anstrengelser og den risiko mennesker tross alt utsettes for ved arbeid utenfor stasjonen.

Humanoideroboten R2

NASAs arbeid med den første Robot Astronaut begynte i 1997. Resultatet var R1, en menneskelignende prototyp som kunne utføre vedlikeholdsoppdrag på en romstasjon eller monteres på hjul for bruk på Månen eller Mars. Det menneskelignende aspektet var viktig for et tenkt samarbeid med mennesker gjennom anvendelse av samme type verktøy og arbeidsstasjoner.

R1 gjennomgikk en rekke laboratorieprøver i 2006. Samme år uttrykte den amerikanske bilprodusenten General Motors interesse for en humanoiderobot som i større grad enn tidligere kunne erstatte mennesker ved samlebåndene. En samarbeidsavtale mellom NASA og GM ble undertegnet i 2007.

Det tok et halvt år å bygge R2, og roboten overbeviste i så stor grad under laboratorieprøvene at det ble besluttet å sende den til romstasjonen. Men modifikasjoner var nødvendig. Ytterhuden på roboten var ikke brannsikker nok, skjerming måtte til for å redusere elektromagnetiske forstyrrelser og prosessorer måtte oppgraderes for større strålingstoleranse. Dessuten ble opprinnelige vifter skiftet ut med mer støyfrie typer, og strømsystemet ble endret fra vekselstrøm til Den internasjonale romstasjonens likestrøm.

Hjernen i magen

R2 har ingen hjerne i hodet, men bak et visir sitter fire kameraer – to som gir roboten og operatørene stereosyn, og to i reserve. Et femte kamera i det som minner om en munn gir infrarøde bilder og dybdesyn. Hodet kan beveges fra side til side, dessuten opp og ned.

Hver av de to armene har skulder-, albue- og håndledd, syv bevegelsesmuligheter og en lengde på 0,8 m. Samlet spennvidde er 2,4 m. Hendene har tomler og fire fingre med til sammen 12 bevegelsesmuligheter. Hver finger har en gripekraft på opptil 2,3 kg, men hvis man håndhilser på roboten, klemmer den tilbake med samme trykk som den mottar. Hver arm er i stand til å holde en vekt på 9 kg her nede på jordoverflaten.

R2 har hjernen i magen, mens ryggbeholderen rommer strømforsyningssystemets omformere. Roboten har foreløpig ikke noen underdel, men den er under utvikling. NASA regner med at underdelen vil omfatte to bein som gjør roboten i stand til å gå, og i bruk på Månen eller Mars vil batterier bli oppbevart i ryggbeholderen.

NASA tenkte først at roboten kanskje kunne plasseres i et spesialistsete på Discovery for transporten opp til romstasjonen. Vekten er imidlertid i høyeste laget, og R2 må i stedet finne seg i å bli fraktet, godt innpakket, i en transportbeholder som skal være en permanent tilkoblet del av romstasjonen.

Når tiden er inne for å begynne prøvene, vil den få tilholdssted i den amerikanske laboratorieseksjonen Destiny. Og så lenge underdelen mangler, må roboten spennes fast – det å utføre arbeidsoperasjoner i vektløs tilstand krever nemlig forankring. Av samme grunn er det foreløpig ikke planer om å prøve den på utsiden av stasjonen.

NASA håper altså å utvikle mekaniske hjelpere som kan avlaste astronautene ved farlige eller kjedsommelige oppdrag. I første omgang på Den internasjonale romstasjonen, senere på bemannede ekspedisjoner til andre himmellegemer

Avlastningen vil kunne gi astronautene mer tid til viktige gjøremål, kanskje til og med føre til at den ordinære mannskapsstyrken kan reduseres.

Robotene vil ikke erstatte menneskene, men gjøre dem mer produktive.