Norska forskare undersöker hur en ormrobot kan utföra underhållsarbete på International Space Station (ISS), studera kometer, och utforska möjligheten att bo och arbeta i lavatunnlar på månen.

För tre år sedan undersökte SINTEF om ormrobotar kunde hjälpa astronauter som arbetar på Mars med rörlighet och åtkomst. Som en del av ett projekt på uppdrag av ESA, forskare ska fortsätta med detta arbete och genomför en förstudie för att undersöka tekniken och andra möjligheter att använda robotar i rymden.

"Mer ambitiösa tillämpningar inkluderar potentiella aktiviteter på kometer och månen", säger Aksel Transeth på SINTEF. "Men just nu, de mest realistiska projekten undersöker hur ormrobotar kan hjälpa ISS -astronauter att underhålla sin utrustning.

Moon Village

Det är nästan 50 år sedan de första männen gick på månens yta. ESA anser att mänsklighetens nästa stora steg kan vara ett gemensamt globalt projekt som syftar till att etablera en bosättning på månen - en "månby". En sådan uppgörelse kan utgöra en permanent bas för vetenskaplig verksamhet, företag, turism eller gruvdrift, och den mest troliga platsen för en sådan bas kommer att vara i lavarör, eller tunnlar, där smält sten en gång flödade.

Att bygga i lavarör kommer att innebära att nybyggare skyddas från skadlig exponering för kosmisk strålning och meteoriter.

Dock, sådana tunnlar måste inspekteras för att säkerställa att det är möjligt för människor att bo och arbeta i dem, och det är här ormrobotarna kan ha en roll att spela. Tyngdkraften är svagare på månen. Dessutom, lavarör kan falla vertikalt från ytan. Så hur blir det möjligt att underlätta tillgång och rörlighet?

Undersöker kometer

ESA är också intresserad av att studera kometer. Eftersom kometer kommer från yttersta rymden, forskare hoppas kunna avslöja några av solsystemets mysterier, och att få hjälp med att bilda en bild av hur det såg ut innan planeterna bildades.

År 2004, ESA lanserade rymdproben Rosetta, och 2014 släppte sonden Philae -landaren på kometen 67P/Tsjurjumov – Gerasimenko. Landaren var utrustad med ett system med harpuner som är utformade för att hålla den på plats vid landning. Tyvärr, detta misslyckades att fungera.

"Det finns i stort sett ingen gravitation på en komet", säger Transeth. "Om du försöker gå på ytan, du kommer bara att kastas ut i rymden ", han säger. "Så vi måste hitta sätt på vilka ormrobotar kan röra sig på en komet samtidigt som de håller sig fasta på ytan", säger Transeth.

Inspektion och underhåll på ISS

Men för dagens SINTEF -forskare, det är ormrobotarna på ISS som representerar deras mest naturliga och realistiska projekt. Det finns inga problem med extrema temperaturer på ISS, som är upptagen hela tiden.

Astronauter utför experiment som skickas till dem i lådor av sina kollegor på jorden, och dessa experiment måste utföras i ett tillstånd av viktlöshet. Till exempel, vilka växter kan växa i rymden? Hur läker sår i sådana omgivningar?

Detta är astronauternas huvuduppgifter, men de har också sitt arbete avstängt att inspektera och underhålla all utrustning som behövs för att hålla rymdstationen i drift. Allt som sparar dem tid under sitt hektiska schema är guld värt sin vikt.

"Det är möjligt att en robot kan utföra mycket av det rutinmässiga inspektions- och underhållsarbetet", säger Transeth. "Experimenten är staplade i hyllsektionerna, bakom vilken korrosion kan uppstå. För att ta reda på detta, inspektioner måste göras. En ormrobot kan krypa bakom sektionerna, göra en inspektion, och kanske till och med utföra små underhållsuppgifter ", han säger.

Rullar upp, kryper och sträcker sig

Det råder ingen brist på utmaningar för forskare som försöker utveckla ett inspektions- och underhållsormrobotsystem. En viktig faktor är att ta reda på hur en ormrobot kan ta sig runt ISS. Eftersom ISS är i ett konstant tillstånd av fritt fall runt jorden, astronauter "flyter" runt stationen, flytta runt genom att ta tag i saker och sedan skjuta av sig.

"Vi tror att vi kan designa en robot som kan hålla, rulla ihop sig själv och förläng sedan kroppen för att nå nya kontaktpunkter ", förklarar Transeth. "Dessutom, vi tror att det kan krypa in bland utrustningskomponenter på ISS och använda utrustningsytor för att få dragkraft för att fortsätta gå framåt - ungefär på samma sätt som riktiga ormar gör i naturen ", han säger.

"Vi vill ta reda på vilka specifikationer ett ormrobotsystem kräver", han lägger till. "Till exempel, vilken typ av sensorer behöver roboten för att få en tillräcklig förståelse av sin omgivning? Vilken teknik finns tillgänglig för att möta dessa behov, och vilken ny teknik måste utvecklas? Vilka osäkerheter är involverade när det gäller vad det kan vara möjligt att uppnå? "Frågar Transeth.

En drönare som heter Astrobee kommer snart att flyga runt och göra inspektioner på ISS. Forskarna tror att de kan lära sig mycket av Astrobee eftersom en del av dess teknik kommer att likna den som kan tillämpas i ett ormrobotsystem.