Chi non ha mai guardato il cielo e pensato a quanto sarebbe bello poter andare tra le stelle almeno una volta? Forse è proprio per questo che siamo sempre tutti interessati alle ultime news che arrivano dallo spazio. Una notizia ci arriva proprio dalla NASA, l’agenzia spaziale più famosa al mondo, che ha avviato un progetto per portare nuovi robot nello spazio. Il sistema si chiama Astrobee, dall’insieme delle parole astro, che ricorda lo spazio, e bee, che vuol dire ape, e si compone di tre diversi robottini: Honey, Queen e Bumble. Il loro aspetto si accorda bene con i nomi, essendo tre simpatici cubi colorati, rispettivamente giallo, verde e blu, ciascuno di circa 30 cm di lato.

A salire per primo a bordo della stazione spaziale è stato un altro trio di robot, componente il sistema SPHERES. Questi robottini sono stati utilizzati in più di 600 ore di esperimenti condotti da diversi scienziati, tra cui molti sulla navigazione autonoma. Tuttavia, non sono in grado di fare molto altro. Con lo scopo invece di dare una mano agli astronauti, anche nella normale manutenzione della nave, è appunto nato il sistema Astrobee, un progetto completamente nuovo.

Il primo problema da affrontare nel progetto di un robot di questo tipo è ovviamente il sistema di propulsione, come farlo muovere nella stazione spaziale insomma, e come far sì che questo sistema usi poche risorse e richieda pochissima manutenzione. Parte del lavoro è anche renderlo in grado di muoversi liberamente nell’ambiente, senza bisogno di aiuto, e dev’essere molto versatile per poter assistere gli astronauti in diverse situazioni. In più, se è vero che la sicurezza è sempre un punto fondamentale, a bordo della stazione spaziale lo è un po’ di più, soprattutto visto che i robot saranno in grado di muoversi autonomamente.

Per muoversi ogni Astrobee usa un sistema di propulsione ad aria: due ventole, montate su facce opposte e protette da una rete, riempiono una sacca, che fa sostanzialmente da serbatoio, così da non aver bisogno di usare bombole. È dotato poi di 12 ugelli da cui l’aria può essere fatta uscire, usandone uno o più in combinazione, così da poterlo muovere in tutte le direzioni o anche solo farlo ruotare. Se tutti sono chiusi il robot resta fermo. I fori sono disposti con attenzione in modo che se uno dovesse rompersi e cominciare a far fuoriuscire aria il nostro cubo comincerebbe semplicemente a ruotare su ste stesso invece di girare a casaccio.

Il sitema Astrobee al completo
Photo credits: NASA

Il più grosso problema legato al movimento è che se il robot dovesse urtare qualcosa, potrebbe letteralmente essere qualunque cosa, compresi, ad esempio, i controlli del sistema di areazione, un astronauta o le finestre della stazione. Innanzitutto, è stato quindi dotato di spigoli tondeggianti e fatto in modo che gli astronauti possano afferrarlo da tutte le parti senza problemi. È stato poi valutato lo scenario peggiore: che il cubo si diriga alla massima velocità, 2 m/s contro gli 0,75 m/s di limite dati dal software, per il tratto rettilineo più lungo della stazione, circa 20 m, direttamente contro una delle finestre. È stato testato come in questo caso l’impatto potrebbe rompere al massimo il vetro più interno dei quattro che compongono le finestre, senza quindi causare danni irreparabili.

Gli Astrobee sono equipaggiati con una vasta gamma di sensori, naturalmente. Il particolare interessante è come sia anche dotato però di parecchi “attacchi” con connessioni meccaniche, dati e alimentazione per ospitare altri sistemi, prevalentemente di sensori. Di default è equipaggiato con una videocamera di navigazione primaria e una videocamera HD in grado di trasmettere video in streaming alla Terra in tempo reale. Ci sono anche un sensore in grado di rilevare gli ostacoli fino a circa 4 m e un rivelatore di flusso ottico montato sulla faccia superiore di Astrobee che misura la velocità. Inoltre, è dotato di un piccolo braccio meccanico che gli permette soprattutto di “appollaiarsi”, così da usare meno energia (spegnendo la propulsione) e avere più stabilità in caso debba stare fermo.

Il sistema informatico di Astrobee ha tre livelli di processori all’interno: uno di livello basso, uno di livello medio e uno di livello alto, gli ultimi due identici. In particolare, sul livello di mezzo c’è un sistema operativo Linux che si prende cura della maggior parte delle funzionalità di base del robot, mentre il processore di alto livello usa Android ed è dedicato alla gestione dei vari carichi di lavoro che si possono aggiungere. La possibilità di aggiungere sensori, ed eventualmente attuatori, unita a quella di programmare in modo semplice su sistema Android rende Astrobee particolarmente versatile e facile da utilizzare per diversi compiti ed esperimenti.

Per l’alimentazione di questo gioiello della robotica sono state usate delle batterie agli ioni di litio, che gli permetterebbero un’autonomia di volo di qualche ora. Per la ricarica è prevista una stazione apposita.

Photo credits: NASA / Anne McClain

La struttura che serve per alloggiare e caricare il sistema Astrobee è stata lanciata verso la stazione spaziale il 17 Novembre 2018 ed è stata montata il successivo 15 Febbraio. I robot Bumble e Honey invece hanno raggiunto la loro destinazione il 17 Aprile. Ovviamente c’è voluto un po’ di tempo prima che si riuscisse ad accenderli e verificare il funzionamento di tutti i sistemi: il 30 Aprile l’astronauta Anne McClain ha lavorato con il team Astrobee del Ames Research Center della NASA per i test iniziali (in foto). Da qui sono proseguiti i test sui moduli, per ora solo all’interno del modulo giapponese della stazione, dove si trova anche il loro alloggiamento. Gli astronauti continueranno, almeno fino ad Aprile 2020, a testare le capacità dei robot fornendo informazioni preziose per il futuro sviluppo della robotica nello spazio.

Chissà, magari in un giorno non troppo lontano gli appassionati di spazio potranno godersi in diretta gli esperimenti degli scienziati sulla Stazione Spaziale Internazionale, e gli astronauti evitarsi tutti quelli che sono i loro noiosi lavori domestici.

 

Nella foto di copertina: Astrobee in fase di test all’ Ames Research Center della NASA. 

Photo credits NASA