Dai un'occhiata a qualsiasi progetto di costruzione o operazione di estrazione di superficie qui sulla Terra e probabilmente ci saranno bulldozer, caricatori e camion; tutto essenziale nello scavo e nella costruzione di strutture. Ma mentre guardiamo al futuro con Vision for Space Exploration della NASA, che chiede un ritorno sulla Luna per costruire basi e habitat, come saranno realizzati i lavori di costruzione e scavo sulla superficie lunare?
Caterpillar Inc., una società nota per le sue macchine movimento terra pesanti e il principale produttore mondiale di macchine per l'edilizia e le miniere, sta cercando di affrontare questo problema. Hanno collaborato con la NASA per creare la tecnologia che potrebbe andare a beneficio dei lavoratori delle costruzioni e delle miniere ovunque in futuro, indipendentemente dal fatto che afferrino un elmetto protettivo o un casco spaziale mentre si recano al lavoro.
Caterpillar è stata una delle 38 aziende a cui sono stati assegnati fondi seed nell'ambito del Programma di partnership innovative (IPP) della NASA. I progetti sono selezionati per questo programma a causa del loro potenziale per far avanzare le tecnologie chiave che aiuteranno a soddisfare le esigenze critiche della NASA per il futuro.
Caterpillar ha proposto un caricatore multi-terreno per lo sviluppo della superficie lunare. Attualmente, stanno collaborando con la NASA per sviluppare la tecnologia per potenziare le apparecchiature di movimento terra esistenti con sensori e processori di bordo per fornire un controllo teleoperativo ritardato.
Il caricatore sarebbe in grado di effettuare spostamenti di regolite come livellamento, livellamento, trincea, estrazione di nastri, scavi e copertura di habitat. Potrebbe anche essere utilizzato per la costruzione di basi lunari, lo spiegamento o il trasferimento di risorse di superficie, nonché per la mobilità sulla Luna.
Perché un'azienda realistica come Caterpillar è interessata alla Luna?
"Per come l'abbiamo visto, ci sono tecnologie che sono necessarie sia sulla Terra che sulla Luna", ha detto a Space Magazine Michele Blubaugh, Manager dei servizi di tecnologia di intelligence presso Caterpillar. “Abbiamo considerato le operazioni autonome delle apparecchiature come lo stesso tipo di tecnologia che poteva essere utilizzata sulla luna e in un'applicazione mineraria. Abbiamo lo stesso risultato finale della NASA. "
Tale risultato finale è quello di rimuovere gli operatori di macchine movimento terra da una situazione pericolosa, sia che si tratti di un operatore di macchine in un ambiente minato pericoloso o che l'operatore sia un astronauta sulla superficie lunare che cerca di scavare siti di habitat.
Esistono due tipi di teleassistenza. Uno è il funzionamento remoto, in cui il controllo della macchina viene effettuato con un sistema operativo remoto. A bordo ci sarebbe un sistema di visione o qualcuno potrebbe effettivamente vedere la macchina come in funzione. L'altro è un'operazione autonoma, in cui il lavoro desiderato viene programmato e scaricato sulla macchina e quindi la macchina esegue il lavoro senza che nessuno si interfaccia con la macchina, né da remoto né direttamente. La macchina legge il programma sul sito, si posiziona da sola, ha capacità di evitare per evitare le rocce o qualsiasi oggetto che potrebbe essere sulla strada, operando da sola per completare la missione data.
Caterpillar sta lavorando su entrambi i tipi di operazioni. "È un passo verso il successivo", ha detto Blublaugh. "Sono necessarie entrambe le tecnologie sviluppate, prima con le operazioni remote, e poi il massimo sono le operazioni autonome."
Stanno anche studiando di lavorare in remoto o autonomamente sulla Luna dalla Terra e di occuparsi del ritardo di sei secondi tra la Terra e la Luna.
Attualmente, ci sono due pale multi-terreno, la pale skid steer Caterpillar 287 C, equipaggiata con duplicati della tecnologia remota. Uno si trova nei terreni di prova di Caterpillar vicino al loro quartier generale a Peoria, nell'Illinois, e l'altro è nel cantiere di roccia del Johnson Space Center di Houston, in Texas. "In questo modo possiamo svilupparlo insieme", ha detto Blubaugh. "Quando facciamo qualcosa, ognuno di noi ha una macchina, quindi sappiamo come reagisce qualcosa".
La tecnologia è ancora in fase di sviluppo. "Abbiamo fatto alcune dimostrazioni di base iniziali quando abbiamo consegnato la macchina nel maggio 2007 a JSC", ha detto Blubaugh. "Un gruppo di noi è andato giù e alle persone di JSC è stato insegnato a usare la macchina e quali erano le capacità, e abbiamo discusso delle interfacce tra i diversi tipi di tecnologia." Nell'estate del 2008, il gruppo di Caterpillar tornerà a JSC per fare una dimostrazione provvisoria in un sito nel deserto.
Entrambe le macchine sono state sottoposte a test. "Nell'ambito del contratto, la NASA è responsabile di alcuni sviluppi e Caterpillar è responsabile di altre parti", ha dichiarato Blubaugh, "e poi ci sono cose che facciamo insieme per spostare la tecnologia più velocemente, quindi tutti ne beneficiano. JSC beneficia delle nostre strutture e dei nostri ingegneri che lavorano sulla tecnologia, e viceversa, CAT beneficia delle persone che lavorano in JSC e della tecnologia che hanno e delle loro strutture, quindi è una relazione reciprocamente vantaggiosa tra Johnson e CAT. "
Caterpillar ha un'altra proposta di contratto in arrivo a JSC che porterà il progetto al livello successivo.
"Cercheremo di fare berming, che sta costruendo un berme di terra attorno a un sito, livellando e rilevando la posizione della lama", ha detto Blubaugh. "Prendiamo la tecnologia che abbiamo realizzato oggi e portiamo al livello successivo. È quasi un processo graduale annuale nello sviluppo e nella nostra data prevista per avere una demo della firma che mostri questo tipo di autonomia tecnologica, essere in grado di caricare un programma nella macchina e far funzionare tutto da solo è previsto per il 2012. "
Poiché la minipala 287 C è estremamente pesante e funziona con un motore diesel, non è stato possibile utilizzarla sulla luna. Un prototipo di un veicolo di tipo caricatore lunare è stato sviluppato dalla NASA e Caterpillar sta aiutando a sviluppare la pala. "Quindi, saremo coinvolti nel progetto lungo tutto lo sviluppo", ha detto Blubaugh.
I progetti IPP di un anno prevedono la collaborazione tra la NASA e un'azienda del settore privato, del mondo accademico o di un altro laboratorio governativo. Tutte le società IPP affrontano le barriere tecnologiche con programmi di sviluppo congiunto e a compartecipazione finanziaria.
Altri esempi di aree di ricerca IPP della NASA includono la ricerca di migliori prestazioni del motore e riduzioni delle emissioni per la ricerca aeronautica; materiali ad alta temperatura per motori lander lunari, ottiche per ridurre i tassi di errore dei futuri telescopi spaziali e una dimostrazione dell'isolamento delle bolle di vetro per serbatoi criogenici.
Con un costo totale del progetto Caterpillar di poco meno di $ 1.000.000, si stima che Caterpillar contribuisca per circa il 45% e la NASA per il 55%. Per l'intero programma di partenariato innovativo della NASA, 9 milioni di dollari di finanziamenti provengono dal budget della NASA per il trasferimento di tecnologia, 13 milioni di dollari sono forniti da fonti NASA in programmi, progetti o centri di campo e 12 milioni di dollari da partner esterni per un impegno finanziario complessivo di 34 milioni di dollari .
"Molti di noi di Caterpillar sono cresciuti nel periodo del primo sviluppo dello spazio", ha dichiarato Blubaugh, "è abbastanza eccitante per noi far parte di questo. Inoltre, è solo un buon investimento in futuro ".
