Ta en titt på ethvert byggeprosjekt eller overflategruveoperasjon her på jorden og sannsynligvis vil det være bulldozere, lastere og lastebiler; alt viktig i grav- og bygningskonstruksjoner. Men når vi ser på fremtiden med NASAs Vision for Space Exploration som krever en retur til Månen for å bygge baser og naturtyper, hvordan vil tung konstruksjon og utgraving oppnås på månens overflate?
Caterpillar Inc., et selskap kjent for sine tunge jordbevegelsesmaskiner og verdens ledende produsent av anleggs- og gruveutstyr, ønsker å takle dette problemet. De har inngått et samarbeid med NASA for å lage teknologi som kan være til nytte for bygg- og gruvearbeidere overalt i fremtiden, enten de tar tak i en hardhatt eller en romhjelm på vei til jobb.
Caterpillar var et av 38 selskaper som tildelte såkornfond som en del av NASAs Innovative Partnerships Program (IPP). Prosjekter er valgt for dette programmet på grunn av potensialet deres til å fremme viktige teknologier som vil bidra til å oppfylle NASAs kritiske behov for fremtiden.
Caterpillar har foreslått en flerterrengslaster for månens overflateutvikling. For øyeblikket jobber de sammen med NASA for å utvikle teknologien for å forbedre eksisterende jordbevegelsesutstyr med sensorer og prosessorer om bord for å gi tidsforsinket teleoperasjonskontroll.
Lasteren ville være i stand til å gjennomføre regolith-bevegelser som gradering, utjevning, grøfting, stripedrift, utgraving og habitatdekning. Det kan også brukes til konstruksjon av månebaser, utplassering eller flytting av overflateeiendommer, så vel som for mobilitet på Månen.
Hvorfor er et jordnært selskap som Caterpillar interessert i Månen?
"Slik vi så det ut, det er teknologier som trengs både på jorden og på månen," sa Michele Blubaugh, sjef for intelligenssteknologitjenester i Caterpillar, til Space Magazine. "Vi så på autonome operasjoner av utstyr som den samme typen teknologi som kan brukes på månen så vel som i en gruvedrift. Vi har samme sluttresultat som NASA. ”
Det endelige resultatet er å fjerne operatører av anleggsutstyr fra en farlig situasjon, enten det er en maskinoperatør i et farlig gruvemiljø eller om operatøren er en astronaut på måneflaten som prøver å grave ut naturtomter.
Det er to typer teledrift. Den ene er fjernstyring, der kontroll av maskinen gjøres med et fjernstyringssystem. Det ville være et synssystem ombord, eller noen kan faktisk se maskinen som den fungerer. Den andre er autonom drift, der ønsket arbeid blir programmert og lastet ned på maskinen, og deretter utfører maskinen arbeidet uten at noen er i kontakt med maskinen, verken eksternt eller direkte. Maskinen ville lese programmet på stedet, plassere seg selv, ha unngåelsesevner for å unngå bergarter eller andre gjenstander som måtte være i veien, og opererer på egen hånd for å fullføre det gitte oppdraget.
Caterpillar jobber med begge typer operasjoner. "Det er et skritt til det neste," sa Blublaugh. "Du trenger begge disse teknologiene som er utviklet, med fjernoperasjoner først, og deretter den endelige er autonome operasjoner."
De undersøker også å jobbe eksternt eller autonomt på Månen fra Jorden, og håndtere den seks sekunders forsinkelsen mellom jorden og månen.
For øyeblikket er det to terrenglastere, Caterpillar 287 C Minilaster, utstyrt med duplikater av fjernteknologien. Den ene er lokalisert på Caterpillars bevisområde i nærheten av hovedkvarteret deres i Peoria, Illinois, og det andre ligger på klippegården ved Johnson Space Center i Houston, Texas. "På den måten kan vi utvikle det sammen," sa Blubaugh. "Når vi gjør noe, har vi hver maskin, så vi vet hvordan noe reagerer."
Teknologien er fremdeles i utviklingsstadiet. "Vi gjorde noen første grunnleggende demonstrasjoner da vi leverte maskinen i mai 2007 på JSC," sa Blubaugh. "En gruppe av oss dro ned, og folkene på JSC ble lært å bruke maskinen og hva funksjonene var, og vi diskuterte grensesnittene mellom de forskjellige teknologitypene." Sommeren 2008 vil gruppen fra Caterpillar returnere til JSC for å gjøre en midlertidig demonstrasjon på et ørkensted.
Begge maskinene har gjennomgått tester. "I løpet av kontrakten er NASA ansvarlig for noe av utviklingen, og Caterpillar er ansvarlig for andre deler," sa Blubaugh, "og så er det ting vi gjør i fellesskap for å ta teknologien raskere med, slik at alle drar fordel. JSC får fordeler av fasilitetene våre og ingeniørene våre som jobber med teknologi, og omvendt, CAT får fordeler av folk som jobber på JSC og teknologien de har og deres fasiliteter, så det er et gjensidig fordelaktig forhold mellom Johnson og CAT. "
Caterpillar har et nytt kontraktforslag som går til JSC innen kort tid som tar prosjektet til neste nivå.
"Vi ser etter å gjøre berming, som bygger en lerk berm rundt et sted, jevner ut og føler plasseringen av bladet," sa Blubaugh. ”Vi tar teknologien vi har oppnådd i dag og tar den til neste nivå. Det er nesten en årlig trinnvis prosess i utviklingen og vår måldato for å ha en signaturdemo som viser denne typen teknologi autonomi, å kunne laste et program inn i maskinen og få det til å fungere helt av seg selv er målrettet mot 2012. ”
Siden 287 C-skrapelasteren er ekstremt tung og kjører på en dieselmotor, kunne den ikke brukes på månen. En prototype av et kjøretøy av tunglaster-type er under utvikling av NASA og Caterpillar hjelper til med å utvikle bladet. "Så vi vil være involvert i prosjektet hele tiden etter hvert som det utvikler seg," sa Blubaugh.
De ettårige IPP-prosjektene innebærer samarbeid mellom NASA og et selskap fra privat sektor, akademia eller et annet myndighetslaboratorium. Alle IPP-selskaper adresserer teknologibarrierer med kostnadsdelte, fellesutviklingsprogrammer.
Andre eksempler på NASA IPP-forskningsområder inkluderer jakten på forbedret motorytelse og reduserte utslipp for luftfartforskning; høye temperaturmaterialer for månelander-motorer, optikk for å redusere feilraten for fremtidige romteleskoper, og en glassbobleisolasjonsdemonstrasjon for kryogene tanker.
Med en totalkostnad på Caterpillar-prosjektet på i underkant av $ 1 000 000 dollar, anslås Caterpillar å bidra med omtrent 45% og NASA 55%. For hele NASAs Innovative Partnership-program kommer 9 millioner dollar i finansiering fra NASAs budsjett for overføring av teknologi for teknologioverføring, $ 13 millioner er levert av NASA-kilder i programmer, prosjekter eller feltsentre, og $ 12 millioner fra eksterne partnere for en samlet samlet økonomisk forpliktelse på $ 34 millioner. .
"Mange av oss på Caterpillar vokste opp i tiden for den første romutviklingen," sa Blubaugh, "det er ganske spennende for oss å være en del av dette. I tillegg er det bare en god investering i fremtiden. "
