Robot Rovers op de "Maan": Lunabotics Challenge bereidt studenten voor op ruimtecarri\u00e8res

Meer dan 40 universiteitsteams uit de Verenigde Staten ontwerpen en bouwen autonome voertuigen om te testen of ze in staat zijn om te navigeren en missies uit te voeren op een gesimuleerd maanoppervlak dat lijkt op de maan. De robotrovers zullen niet de ruimte ingaan, maar ze zullen wel de volgende beste uitdaging aangaan: het bouwen van een bermstructuur die nuttig zou zijn voor het Artemis-programma van NASA voor het navigeren tijdens maanlandingen en -lanceringen, het beschaduwen van cryogene brandstoftanks, het bieden van stralingsbescherming rond een kerncentrale en andere missiekritieke toepassingen.

NASA heeft de Lunabotics Challenge gecre\u00eberd ter ondersteuning van het Artemis-programma. UCF's Florida Space Institute en zijn Exolith Lab zullen de eerste ronde organiseren, gesponsord door Caterpillar Inc., op 11-14 mei. De top 10 teams zullen doorgaan naar de demonstratiefase van de competitie op het Kennedy Space Center van 15-17 mei.

Op UCF zullen studenten hun rovers testen en presenteren in dezelfde regolith-bak die NASA, het European Space Agency en vele bedrijven gebruiken om nieuwe apparatuur en technologie\u00ebn te evalueren en te verbeteren voordat ze deze de ruimte in sturen. Leiders in belangrijke industrie\u00ebn die belangrijk zijn voor de werkgelegenheid in Florida en de regio zullen dienen als juryleden.

Elk team van universiteitsstudenten heeft maandenlang gewerkt aan het ontwerpen en bouwen van een robotrover volgens de specificaties van NASA, die tijdens deze uitdaging autonoom een maan-gesimuleerde arena zal navigeren en regolith zal ontgraven. Ze zullen twee teams tegelijkertijd per ronde laten concurreren, waarbij ze een bepaalde tijd krijgen om regolith uit de constructiezone te verzamelen en in een bermzone te dumpen. Teams worden beoordeeld op verschillende factoren, voornamelijk de grootte van de berm die ze kunnen opbouwen in het regolithmateriaal met de rover.

De top 10 teams reizen vervolgens naar het Kennedy Space Center voor het afsluitende evenement, om de werking van hun functionele op afstand bediende of autonome robot te demonstreren om de maanbouwtaken te voltooien. Studenten profiteren van deelname en het laten beoordelen van hun werk door NASA- en particuliere sector-ingenieurs, technici en opvoeders. NASA profiteert door studentenontwerpen en -gegevens te beoordelen op dezelfde manier als voor zijn eigen ontwerpen, het bevorderen van innovatie in studentenontwerpen en het identificeren van slimme oplossingen voor de vele uitdagingen die inherent zijn aan toekomstige Artemis-missies.

"Het Artemis-programma van NASA is ons plan om de mensheid terug te brengen naar het oppervlak van de maan op een manier die op de lange termijn duurzaam is. En de taak om bermstructuren robotisch te bouwen, zal belangrijk zijn voor de voorbereiding en ondersteuning van bemande maanmissies. Deze concurrerende teams bouwen niet alleen kritische technische vaardigheden die hun toekomstige carri\u00e8res zullen helpen, maar ze helpen letterlijk NASA voorbereiden op onze toekomstige Artemis-missies," zegt NASA-softwareontwikkelaar & In-Situ Resource Specialization (ISRU) onderzoeker Kurt Leucht.

Opricht om talent te stimuleren voor de nabijgelegen ruimte-industrie, blijft UCF zijn reputatie als SpaceU opbouwen. NASA, met meer dan 50 jaar onderzoeksondersteuning van UCF, heeft zijn Artemis-programma vooruit geholpen met als doel een duurzame menselijke aanwezigheid op de maan te vestigen en zich voor te bereiden op missies naar Mars. Vooraanstaande UCF-ruimteonderzoekers zijn actief betrokken bij meerdere samenwerkingen met NASA - met name binnen het Artemis-programma - en 29% van de medewerkers van het Kennedy Space Center zijn UCF-alumni.

"Studenten staan voor een uitdaging die ook alle topruimteagentschappen en bedrijven waarmee we samenwerken tegenkomen - hoe kunnen we een autonoom voertuig ontwerpen en bouwen dat betrouwbaar taken kan uitvoeren op het oppervlak van de maan?" zegt Julie Brisset, waarnemend directeur van het Florida Space Institute van UCF. "De hands-on ervaring is van onschatbare waarde voor studenten en zal hen helpen om succesvol te zijn op hun campussen en in hun toekomstige carri\u00e8res."

Grondsimulanten die worden gebruikt in de Lunabotics Challenge bij UCF worden gemaakt van vermalen mineralen. Nadat ze zijn geproduceerd door UCF's Exolith Lab, worden deze regolith nu vervaardigd door een succesvolle spin-off, Space Resource Technologies. Andere sponsors zijn Allen & Company, Lunar Outpost, Riegl USA en Venturi Astrolab.

De UCF Lunabotics Challenge 2024 Teamleden zijn onder andere Cielo Torres, Zachary Weisiger, Gavin Fitzgerald, Jacob LIorca, Thomas Jaycard en Lee Marshall, die als kapitein fungeert. Niet afgebeeld: Samantha Simmons, Alfredo Nazario, Connor Smith, Caden Brock.

Wat het UCF Team betreft, bestaande uit negen studenten werktuigbouwkunde en informatica, het leren samenwerken als team was even waardevol als de maanrobot zelf.

"Onze 'snel bewegen en dingen breken' mentaliteit heeft geleid tot veel creativiteit om problemen op te lossen die zich voordeden bij het ontwerp," zegt Lee Marshall, die als teamleider voor UCF fungeert.

Hun grootste uitdaging was het vanaf nul cre\u00ebren van een op maat gemaakte mechanische oplossing voor de bediening, volgens Marshall. Voor de robotrover kwamen materialen uit 3D-printers, een Xbox Connect die wordt gebruikt als camera en dieptesensor, en andere materialen die te vinden zijn in het laboratorium van de Robotics Club.

"Door het team te observeren, kun je hun toewijding, aangeboren drive en vastberadenheid zien om door te gaan naar het kwalificatie-evenement," zegt Crystal Maraj, facultair adviseur voor de UCF Robotics Club en assistent-professor bij het Institute for Simulation and Training. "Het kost veel tijd en moeite, en ik prijs deze studenten voor hun succes om het ontwerp en het nut van de robot voor de competitie te herhalen."

De wedstrijdrondes van de Lunabotics Challenge zijn te bekijken op het YouTube-kanaal van het Florida Space Institute. De live-uitzending van Lunabotics is hier te bekijken.