Dê uma olhada em qualquer projeto de construção ou operação de mineração de superfície aqui na Terra e provavelmente haverá escavadeiras, carregadeiras e caminhões; tudo essencial na escavação e construção de estruturas. Mas, enquanto olhamos para o futuro com a Visão para Exploração Espacial da NASA, que exige um retorno à Lua para construir bases e habitats, como serão realizadas construções pesadas e escavações na superfície lunar?
A Caterpillar Inc., uma empresa conhecida por suas máquinas de movimentação de terras pesadas e a principal fabricante mundial de equipamentos de construção e mineração, está procurando resolver esse problema. Eles fizeram uma parceria com a NASA para criar uma tecnologia que possa beneficiar os trabalhadores da construção e das minas em qualquer lugar do futuro, quer eles usem capacete ou capacete espacial a caminho do trabalho.
A Caterpillar foi uma das 38 empresas premiadas com fundos iniciais como parte do Programa de Parcerias Inovadoras (NASA). Os projetos são selecionados para este programa devido ao seu potencial de avançar nas principais tecnologias que ajudarão a atender às necessidades críticas da NASA para o futuro.
A Caterpillar propôs uma carregadeira multi-terreno para o desenvolvimento da superfície lunar. Atualmente, eles estão trabalhando com a NASA para desenvolver a tecnologia para aumentar o equipamento de movimentação de terra existente com sensores e processadores de bordo para fornecer controle teleoperacional com atraso.
A carregadora seria capaz de realizar movimentos de regolito, como nivelamento, nivelamento, vala, mineração de tiras, escavação e cobertura de habitat. Também poderia ser usado para construção de bases lunares, implantação ou realocação de ativos de superfície, bem como para mobilidade na Lua.
Por que uma empresa prática como a Caterpillar está interessada na Lua?
“Do modo como parecíamos, existem tecnologias necessárias na Terra e na Lua”, disse Michele Blubaugh, gerente de serviços de tecnologia de inteligência da Caterpillar, à Space Magazine. “Vimos as operações autônomas de equipamentos como sendo o mesmo tipo de tecnologia que poderia ser usada na Lua e em uma aplicação de mineração. Temos o mesmo resultado final que a NASA. ”
Esse resultado final é remover os operadores de equipamentos de construção de uma situação perigosa, seja um operador de máquina em um ambiente perigoso de mina ou se o operador é um astronauta na superfície lunar tentando escavar locais de habitat.
Existem dois tipos de teleoperação. Uma é a operação remota, onde o controle da máquina é feito com um sistema operacional remoto. Haveria um sistema de visão a bordo ou alguém poderia realmente ver a máquina como funcionando. A outra é a operação autônoma, onde o trabalho desejado é programado e descarregado na máquina e, em seguida, a máquina realiza o trabalho sem que ninguém faça interface com a máquina, remotamente ou diretamente. A máquina lê o programa no local, posiciona-se, tem capacidade de evitar rochas ou qualquer objeto que possa estar no caminho, operando por conta própria para concluir a missão.
A Caterpillar está trabalhando nos dois tipos de operação. "É um passo para o próximo", disse Blublaugh. "Você precisa das duas tecnologias desenvolvidas, com operações remotas primeiro e, em seguida, o máximo são operações autônomas."
Eles também estão investigando o trabalho remoto ou autônomo na Lua a partir da Terra e lidando com o atraso de seis segundos entre a Terra e a Lua.
Atualmente, existem duas carregadeiras multi-terreno, a carregadeira Caterpillar 287 C, equipada com duplicatas da tecnologia remota. Um está localizado no campo de provas da Caterpillar perto de sua sede em Peoria, Illinois, e o outro está no pátio de rochas do Johnson Space Center em Houston, Texas. "Dessa forma, podemos desenvolvê-lo juntos", disse Blubaugh. "Quando estamos fazendo algo, cada um de nós tem uma máquina para saber como algo reage."
A tecnologia ainda está na fase de desenvolvimento. "Fizemos algumas demonstrações básicas iniciais quando entregamos a máquina em maio de 2007 na JSC", disse Blubaugh. "Um grupo de nós caiu e as pessoas da JSC foram ensinadas a usar a máquina e quais eram os recursos, e discutimos as interfaces entre os diferentes tipos de tecnologia". No verão de 2008, o grupo da Caterpillar retornará ao JSC para fazer uma demonstração interina em um local deserto.
Ambas as máquinas estão passando por testes. “Dentro do contrato, a NASA é responsável por parte do desenvolvimento e a Caterpillar é responsável por outras porções”, disse Blubaugh, “e há algumas coisas que fazemos em conjunto para mover a tecnologia mais rapidamente, para que todos se beneficiem. O JSC obtém benefícios de nossas instalações e nossos engenheiros trabalhando em tecnologia e vice-versa, o CAT obtém benefícios das pessoas que trabalham no JSC e da tecnologia que eles têm e de suas instalações, por isso é um relacionamento mutuamente benéfico entre Johnson e CAT. ”
A Caterpillar tem outra proposta de contrato para a JSC em breve que leva o projeto ao próximo nível.
"Vamos procurar fazer bermudas, que estão construindo uma bermuda de terra em torno de um local, nivelando e sentindo a posição da lâmina", disse Blubaugh. “Pegamos a tecnologia que realizamos hoje e a levamos ao próximo nível. É quase um processo passo a passo anual no desenvolvimento e nossa data prevista para ter uma demonstração de demonstração que mostre esse tipo de autonomia tecnológica, poder carregar um programa na máquina e operá-la por si só para 2012. ”
Como a carregadeira de skid 287 C é extremamente pesada e funciona com um motor a diesel, não pode ser usada na lua. Um protótipo de um veículo lunar do tipo carregador está sendo desenvolvido pela NASA e a Caterpillar está ajudando no desenvolvimento da lâmina. "Então, estaremos envolvidos no projeto o tempo todo, à medida que ele se desenvolver", disse Blubaugh.
Os projetos de IPP de um ano envolvem colaboração entre a NASA e uma empresa do setor privado, academia ou outro laboratório do governo. Todas as empresas de IPP enfrentam barreiras tecnológicas com programas de desenvolvimento conjunto e com custo compartilhado.
Outros exemplos de áreas de pesquisa IPP da NASA incluem a busca de melhor desempenho do motor e emissões reduzidas para pesquisa aeronáutica; materiais de alta temperatura para motores de aterrissagem lunar, óptica para reduzir as taxas de erro de futuros telescópios espaciais e uma demonstração de isolamento de bolhas de vidro para tanques criogênicos.
Com um custo total do projeto Caterpillar de pouco menos de US $ 1.000.000, estima-se que a Caterpillar contribua com cerca de 45% e a NASA com 55%. Para todo o Programa de Parceria Inovadora da NASA, US $ 9 milhões em financiamento provêm do orçamento de Parcerias de Transferência de Tecnologia da NASA, US $ 13 milhões são fornecidos por fontes da NASA em programas, projetos ou centros de campo e US $ 12 milhões de parceiros externos para um compromisso financeiro total combinado de US $ 34 milhões .
"Muitos de nós na Caterpillar crescemos no tempo do primeiro desenvolvimento espacial", disse Blubaugh, "é muito emocionante fazer parte disso. Além disso, é apenas um bom investimento no futuro. "
