Ultralekki manipulator planetarny do obsługi urządzeń eksplorujących i badawczych

Nazwa projektu: Ultralekki manipulator planetarny do obsługi urządzeń eksplorujących i badawczych

Uczestnicy projektu: J. Grygorczuk, K. Seweryn, R. Wawrzaszek, M. Banaszkiewicz

Status: Projekt zrealizowany

Efektem realizacji projektu ma być nowatorskie opracowanie, wykonanie i przetestowanie prototypowego modelu ultralekkiego manipulatora przeznaczonego do działania w warunkach kosmicznych, na powierzchni planet i innych obiektów Układu Słonecznego. Zadaniem manipulatora byłoby umieszczanie na powierzchni planety, księżyca czy planetoidy urządzeń eksplorujących i badawczych wyniesionych ze stacjonarnej bazy kosmicznej - pokładu lądownika. Urządzenia tego typu należą do unikalnych w skali światowej i wymagają rozwiązania szeregu złożonych problemów konstrukcyjnych i technologicznych. Główne cechy, które powinny charakteryzować adekwatny do przewidywanych zadań manipulator kosmiczny: - trzy stopnie swobody, - duży zasięg działania (2-4m), - niewielka masa i małe wymiary w pozycji startowej, - mechanizmy zdolne do pracy w warunkach kosmicznych. Ze względu na stateczność manipulatora proponowane jest wyznaczenie zakresu bezpiecznej pracy manipulatora w funkcji: - zakresu działania pary kinematycznej obrotowej i postępowej, - obciążenia statycznego członu roboczego manipulatora, - środowiska pracy (grawitacja). Analiza wartości jak i postaci drgań własnych konstrukcji pozwoli na opracowanie optymalnego systemu tłumienia, który z jednej strony poprawi dokładność manipulatora, z drugiej strony poprawi stabilność układu sterowania. Porównaniem i weryfikacją analiz numerycznych będą testy opracowanego modelu manipulatora kosmicznego przeprowadzone na stanowisku symulującym warunki obniżonej grawitacji. Manipulator o masie 0,7kg, stosujący dwie, równoległe taśmy zwijane o kącie zwinięcia 240°, wysuwające penetrator na odległość 1m, został wszechstronnie przetestowany i zakwalifikowany na misję kosmiczną (start nastąpił w 2004 roku, lądownie na komecie: 2013-2014).Urządzenie opracowano całkowicie w Polsce (CBK-PAN, Grytech). Nowy manipulator będzie manipulatorem płaskim o zmiennej płaszczyźnie pracy. Para kinematyczna postępowa zapewni zasięg rzędu 2-4m, do jej technicznej realizacji proponuje się zastosować sztywniejsze taśmy zwijane o większej średnicy, wsparte pośrodku przez taśmowe odciągi. Opanowanie procesu wytwarzania i testowania nowatorskiego manipulatora kosmicznego otworzy przed polskim przemysłem niezagospodarowaną dotąd niszę (brak dobrych, uniwersalnych rozwiązań) w europejskim programie kosmicznym i pozwoli Polsce być cenionym partnerem w projektach eksploracji Księżyca i Marsa.

Manipulator w położeniu startowym (złożony)
Manipulator w położeniu pośrednim (częściowo wysunięty i podniesiony)
Manipulator w położeniu końcowym (całkowicie wysunięty i opuszczony)