Bekijk elk bouwproject of mijnbouwoperatie hier op aarde en waarschijnlijk zullen er bulldozers, laders en vrachtwagens zijn; allemaal essentieel bij het graven en bouwen van constructies. Maar als we naar de toekomst kijken met NASA's Vision for Space Exploration, waarin wordt opgeroepen om terug te keren naar de maan om bases en habitats te bouwen, hoe zal er dan zwaar worden gebouwd en uitgegraven op het maanoppervlak?
Caterpillar Inc., een bedrijf dat bekend staat om hun zware grondverzetmachines en 's werelds toonaangevende fabrikant van bouw- en mijnbouwapparatuur, wil dat probleem aanpakken. Ze zijn een partnerschap aangegaan met NASA om technologie te creëren die de bouw- en mijnwerkers overal in de toekomst ten goede kan komen, of ze nu een helm of een ruimtehelm pakken op weg naar hun werk.
Caterpillar was een van de 38 bedrijven die seed-fondsen ontvingen als onderdeel van NASA's Innovative Partnerships Program (IPP). Projecten zijn voor dit programma geselecteerd vanwege hun potentieel om sleuteltechnologieën vooruit te helpen die zullen helpen om in de essentiële behoeften van NASA voor de toekomst te voorzien.
Caterpillar heeft een lader voor meerdere terreinen voorgesteld voor de ontwikkeling van maanoppervlakken. Momenteel werken ze samen met NASA om de technologie te ontwikkelen om bestaande grondverzetapparatuur uit te breiden met sensoren en boordprocessors voor tijdvertraagde tele-operationele besturing.
De lader zou regolith-bewegingen kunnen uitvoeren, zoals nivelleren, nivelleren, sleuven graven, strippen, ontgraven en habitatbedekking. Het kan ook worden gebruikt voor de bouw van maanbasissen, de inzet of verplaatsing van oppervlakte-activa en voor mobiliteit op de maan.
Waarom is een nuchter bedrijf als Caterpillar geïnteresseerd in de maan?
"Zoals we het zagen, zijn er technologieën nodig op zowel de aarde als de maan", vertelde Michele Blubaugh, Manager Intelligence Technology Services bij Caterpillar, aan Space Magazine. “We zagen autonome operaties van apparatuur als hetzelfde type technologie dat zowel op de maan als in een mijnbouwtoepassing kan worden gebruikt. We hebben hetzelfde eindresultaat als NASA. '
Dat eindresultaat is om operators van bouwmachines uit een gevaarlijke situatie te halen, of het nu een machinebediener is in een gevaarlijke mijnomgeving of dat de operator een astronaut is op het maanoppervlak en probeert om leefgebieden op te graven.
Er zijn twee soorten telebediening. Een daarvan is bediening op afstand, waarbij de bediening van de machine wordt gedaan met een extern besturingssysteem. Er zou een zichtsysteem aan boord zijn of iemand zou de machine daadwerkelijk kunnen zien werken. De andere is een autonome bediening, waarbij het gewenste werk wordt geprogrammeerd en op de machine wordt overgebracht en vervolgens de machine het werk uitvoert zonder dat iemand op afstand of direct met de machine in aanraking komt. De machine zou het programma op de locatie lezen, zichzelf positioneren, vermijdingscapaciteiten hebben om stenen of andere voorwerpen die in de weg zouden kunnen staan te vermijden, en zou zelfstandig werken om de gegeven missie te voltooien.
Caterpillar werkt aan beide soorten werkzaamheden. 'Het is de volgende stap', zei Blublaugh. "Je hebt beide technologieën nodig, eerst met bediening op afstand, en dan is het ultieme autonome operaties."
Ze onderzoeken ook op afstand of autonoom werken op de maan vanaf de aarde, en werken met de vertraging van zes seconden tussen de aarde en de maan.
Momenteel zijn er twee laders voor meerdere terreinen, de Caterpillar 287 C schranklader, uitgerust met duplicaten van de technologie op afstand. De ene bevindt zich op het testterrein van Caterpillar nabij hun hoofdkantoor in Peoria, Illinois en de andere bevindt zich op de rotstuin van het Johnson Space Center in Houston, Texas. 'Op die manier kunnen we het samen ontwikkelen', zei Blubaugh. "Als we iets doen, hebben we elk een machine, zodat we weten hoe iets reageert."
De technologie bevindt zich nog in de ontwikkelingsfase. "We hebben enkele eerste basisdemonstraties gedaan toen we de machine in mei 2007 bij JSC afleverden," zei Blubaugh. "Een groep van ons ging ten onder en de mensen van JSC leerden de machine te gebruiken en wat de mogelijkheden waren, en we bespraken de interfaces tussen de verschillende soorten technologie." In de zomer van 2008 keert de groep van Caterpillar terug naar JSC om een tussentijdse demonstratie te geven op een woestijnlocatie.
Beide machines zijn getest. "Binnen het contract is NASA verantwoordelijk voor een deel van de ontwikkeling en Caterpillar is verantwoordelijk voor andere delen", zei Blubaugh, "en dan zijn er dingen die we gezamenlijk doen om de technologie sneller te verplaatsen, zodat iedereen er baat bij heeft. JSC profiteert van onze faciliteiten en onze ingenieurs die aan technologie werken, en omgekeerd, CAT profiteert van de mensen die bij JSC werken en de technologie die ze hebben en hun faciliteiten, dus het is een wederzijds voordelige relatie tussen Johnson en CAT. "
Caterpillar heeft binnenkort nog een contractvoorstel voor JSC dat het project naar een hoger niveau tilt.
"We gaan bermen, dat wil zeggen een aarden berm bouwen rond een locatie, waarbij de positie van het mes wordt genivelleerd en gevoeld", zei Blubaugh. “We nemen de technologie die we vandaag hebben bereikt en tillen deze naar een hoger niveau. Het is bijna een jaarlijks stapsgewijs proces in de ontwikkeling en onze streefdatum voor het hebben van een kenmerkende demo die dit soort technologische autonomie laat zien, een programma in de machine kan laden en het volledig zelfstandig kan laten werken, is gericht op 2012. "
Omdat de 287 C-skid loader extreem zwaar is en op een dieselmotor draait, kon hij niet op de maan worden gebruikt. NASA ontwikkelt een prototype van een maanlader-type voertuig en Caterpillar helpt bij de ontwikkeling van het blad. "Dus we zullen het hele project bij het project betrokken zijn", zegt Blubaugh.
De IPP-projecten van een jaar omvatten samenwerking tussen NASA en een bedrijf uit de particuliere sector, de academische wereld of een ander overheidslaboratorium. Alle IPP-bedrijven pakken technologische belemmeringen aan met kostengedeelde, gezamenlijke ontwikkelingsprogramma's.
Andere voorbeelden van NASA IPP-onderzoeksgebieden zijn het nastreven van verbeterde motorprestaties en verminderde emissies voor luchtvaartonderzoek; materialen voor hoge temperaturen voor maanlandermotoren, optica om de foutenpercentages van toekomstige ruimtetelescopen te verlagen, en een demonstratie van glazen bellenisolatie voor cryogene tanks.
Met een totale kostprijs van het Caterpillar-project van iets minder dan $ 1.000.000, wordt geschat dat Caterpillar ongeveer 45% bijdraagt en NASA 55%. Voor het gehele Innovative Partnership Program van NASA is $ 9 miljoen aan financiering afkomstig van NASA's Technology Transfer Partnerships-budget, $ 13 miljoen wordt verstrekt door NASA-bronnen in programma's, projecten of veldcentra, en $ 12 miljoen van externe partners voor een totale gecombineerde financiële verbintenis van $ 34 miljoen .
"Velen van ons bij Caterpillar zijn opgegroeid in de tijd van de eerste ruimte-ontwikkeling", zei Blubaugh, "het is best spannend om hier deel van uit te maken. Bovendien is het gewoon een goede investering in de toekomst. "
