Norska forskare undersöker hur en ormrobot kan utföra underhållsarbete på den internationella rymdstationen (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 tillgång. 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. Snake robot" som kan hjälpa ISS-astronauter att underhålla sin utrustning är kanske en lösning som kan vara möjlig att realisera på kortare sikt."

Moon Village

Det är nästan 50 år sedan de första männen gick på månens yta. ESA tror att mänsklighetens nästa stora steg kan vara ett gemensamt globalt projekt som syftar till att etablera en bosättning på månen – en "månby". En sådan bosättning skulle kunna 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 rann.

Att bygga in lavarör kommer att innebära att nybyggare kommer att 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 som ormrobotarna kan ha en roll att spela. Tyngdkraften är svagare på månen. Dessutom, lavarör kan falla vertikalt från ytan. Så hur ska det vara möjligt att underlätta tillgänglighet och mobilitet?

Forskar om kometer

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

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

"Det finns i stort sett ingen gravitation på en komet", säger Transeth. "Om du försöker gå på ytan, du kan 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 fixerade 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 på kortare sikt. Det finns inga problem med extrema temperaturer på ISS, som är upptagen hela tiden.

Astronauter utför experiment som skickas till dem i lådor av deras 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 en sådan omgivning?

Det här är astronauternas huvuduppgifter, men de har också svårt att inspektera och underhålla all utrustning som behövs för att hålla rymdstationen i drift. Allt som sparar tid under deras hektiska schema är guld värt.

"Det är möjligt att en robot kan utföra en del av rutininspektionen 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 kunde krypa bakom sektionerna, göra en inspektion, och kanske till och med utföra små underhållsuppgifter", han säger.

Rullar ihop, kryper och sträcker sig

Det finns ingen brist på utmaningar för forskare som försöker utveckla ett inspektions- och underhållsrobotsystem för orm. 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 "svävar" runt stationen, flytta runt genom att ta tag i saker och sedan trycka av sig själva.

"Vi tror att vi kan designa en robot som kan hålla på, rulla upp sig själv och sträck sedan ut sin kropp för att nå nya kontaktpunkter", förklarar Transeth. "Dessutom, vi tror att den kan krypa in bland utrustningskomponenter på ISS och använda utrustningsytor för att få dragkraft för att fortsätta röra sig 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 adekvat förståelse för sin omgivning? Vilken teknik finns tillgänglig för att hjälpa oss att möta dessa behov, och vilken ny teknik måste utvecklas? Vilka osäkerheter är inblandade i 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 teknologi kommer att likna den som kan tillämpas i ett ormrobotsystem.