Robotická platforma pro simulaci stavu snížené gravitace

Abstract

Současné a budoucí vesmírné mise vyžadují testování nových robotických konceptů například pro servisování satelitů, čištění vesmírného smetí a přistávání na vesmírných tělesech s nízkou gravitací. Proto je třeba zreplikovat podobné podmínky na Zemi. Tato práce demonstruje novou platformu pro testování ve stavu bez tíže a ve stavu snížené gravitace. V rámci této práce byl vyvinut prototyp platformy, který byl použit pro validaci tohoto nového konceptu. Testy, které jsou v této práci popsány, ukazují věrohodné chování při plovoucích rychlostech v rozmezí od 20 mms^-1 do 200 mms^-1. Změřené zbytkové zrychlení bylo pod 0.001g, ale koncept má potenciál přiblížit se ještě více stavu bez tíže. Nová platforma oproti stávajícím technologiím dovoluje testy s nižší hmotností. Přidaná hmotnost k testovanému objektu byla pouze 2.9 kg.

Upcoming space missions require validation of new robotic concepts for example for on-orbit servicing, active debris removal, and landing on low-gravity bodies. The thesis demonstrates a novel testbed based on a mobile robot for testing in a microgravity and low-gravity environment. When compared to conventional facilities based on air bearings, the testbed allows time-unlimited experiments with significantly lower inertia. The thesis in detail describes development of a prototype as a proof of concept and its verification. The tests demonstrate accurate dynamics at velocities ranging from 20 mms^-1 to 200 mms^-1 with payload mass of 4.7 kg and support mass of only 2.9 kg. Measured residual acceleration was below 0.001g but the concept allows to significantly improve this value.