NASA革命性的低溫操作部署臂(COLDArm)將用於未來的月球任務
COLDArm,即低溫下可操作的月球部署臂將大大改善月球登陸器的機器人手臂的效用。該機械臂將實現在非常低的溫度下的操縱能力,包括在月球夜間,當溫度可能下降到華氏零下280度(攝氏零下173度)。COLDArm正在由位於南加州的美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)開發。
該機械臂是為月球著陸器設計的,它利用了火星直升機Ingenuity使用的技術,可以在極度寒冷的溫度下執行各種任務,而不需要加熱裝置。其動作可以包括諸如舀取和分析月球土壤,部署儀器,以及捕捉著陸器周圍的照片。
目前月球著陸器的機械臂設計需要獨立的加熱器,以防止機械臂內的齒輪在暴露於月球夜裡的極度寒冷的溫度時產生壓力和斷裂。COLDArm的設計就包含了特殊的齒輪和電機控制器,可以在極端溫度下運行,而不需要加熱,因此,為任務節省了功率和質量。
這個草圖顯示了COLDArm設計的月球登陸器。資料來源:美國宇航局,JPL-加州理工學院
與鳳凰號和洞察號的機器人手臂類似,COLDArm具有4個自由度級別(可移動的關節),大約6.5英尺(2米)長,可以產生大約10磅的力。嵌入在手臂”手腕”附近的一個傳感器將測量和調節手臂在任何特定運動中所施加的力,以便在達到指示負荷時停止手臂,並保護手臂。該手臂將配備攝像頭,用於三維測繪、月球表面成像和一般操作。
COLDArm團隊正在評估可能在手臂末端操作的各種附件和小型儀器,包括一個3D打印的鈦勺,其特點是收集月球岩石的岩土特性。這包括與NASA@Work “成為改變遊戲規則的人”和向公眾開放的”親愛的,我縮小了有效載荷”挑戰賽的獲獎者合作,將他們的有效載荷儀器與COLDArm進行潛在的整合,以便將來進行演示。
這一切會最終產生可以被編程為自主控製手臂的關節,以執行各種運動並收集圖片和傳感器數據。通過未來的軟件發展,COLDArm的設備可以實現在海洋世界(如木星的衛星歐羅巴)的自主操作。
COLDArm的齒輪正在大型金屬玻璃齒輪項目下開發。在NASA小企業創新研究計劃下,Motiv空間系統公司正在領導COLDArm的機械臂和電機控制器的設計和製造。展示這些技術將使未來的月球、火星和海洋世界的極端環境任務成為可能。
今年9月,在噴氣推進實驗室的一個充滿模擬月球上的破碎岩石和塵埃材料的測試床上,COLDArm成功完成了評估其收集材料屬性數據能力的實驗。現在,COLDArm已被送去完成每項任務所面臨的類似太空條件的嚴格測試。它的目標是在2020年代末發射。
COLDArm項目由月面創新計劃(LSII)資助,並由美國宇航局空間技術任務局的遊戲改變發展(GCD)計劃管理。