Na obežnej dráhe sa prepísala história. Robot ukázal, ako by ľudstvo mohlo stavať priamo vo vesmíre

Výskumníci z prestížneho technologického inštitútu Caltech vyvinuli špecializovaný robotický systém, ktorý dokázal samostatne zostaviť pevnú štruktúru priamo na zemskom orbite. Úspech predstavuje prvý prípad, keď montáž funkčného celku prebehla vo vesmírnom vákuu bez asistencie ľudskej posádky. Na tému upozornil portál ScienceDaily.

Experiment vznikol v spolupráci s americkou obrannou agentúrou DARPA pod hlavičkou armádneho programu NOM4D , ktorý skúma revolučné metódy výroby a kompletizácie nadrozmerných objektov mimo zemského povrchu.

Namiesto spoliehania sa na náročné výstupy astronautov do otvoreného priestoru sa inžinieri zamerali na plnú automatizáciu. Pokročilý robot využíva samostatné mechanické rameno, ktorým vyberá nosné rúrky a spojovacie uzly zo zásobníkov a následne ich spája do priehradových segmentov.

Historický míľnik na orbite a projekt ASTRA

Demonštračná misia niesla oficiálne označenie ASTRA a viedol ju profesor leteckého a stavebného inžinierstva Sergio Pellegrino, ktorý pôsobí v laboratóriách JPL, ktoré Caltech spravuje pre vesmírnu agentúru NASA. Zároveň aj spoluriadi iniciatívu pre zber slnečnej energie na orbite. Pellegrino po vyhodnotení telemetrie potvrdil, že ide o vôbec prvú konštrukciu, ktorú v otvorenom vesmíre autonómne postavil robot.

Zariadenie strávilo na nízkej obežnej dráhe Zeme celkovo šesť mesiacov, počas ktorých pracovalo na zostavení parabolickej reflektorovej antény s priemerom 1,4 metra. Samotná konštrukcia pozostáva z ľahkých kompozitných rúrok, hliníkových spojok a špeciálnej reflexnej vrstvy z trvácneho polyméru Kapton. Zástupcovia agentúry DARPA prirovnali proces skladania k sofistikovanej stavebnici, no zdôraznili, že extrémne podmienky vesmíru predstavujú obrovskú technickú výzvu.

Hoci nepredvídané ťažkosti a prísny časový harmonogram zabránili dokončeniu celého reflektora, robot úspešne skompletizoval úvodnú nosnú sekciu. Ukázalo sa, že navrhnutý mechanický koncept bezpečne funguje aj v prostredí mikrogravitácie. Pozemný tím tak získal reálne dáta potrebné pre návrh budúcich zariadení s podstatne väčšou odrazovou plochou.

Ako funguje autonómna stavba vo vesmíre v praxi

Projekt ASTRA odštartoval 30. marca 2026 na palube rakety v rámci misie Transporter-16 spoločnosti SpaceX zo základne Vandenberg v Kalifornii. Zariadenie cestovalo na orbitálnom nosiči Vigoride 7 od spoločnosti Momentus Inc., ktorý niesol do vesmíru celkovo 10 rôznych nákladov. Experimentálny systém sa musel zmestiť do mimoriadne kompaktného priestoru s objemom iba jeden meter kubický.

Vnútri prepravného kontajnera sa nachádzali dve predpripravené sekcie rámu spevnené diagonálnymi vzperami, robotické rameno a motorizované zásobníky s materiálom. Po uvoľnení štartovacích poistiek systém vysunul existujúce časti z nosiča a začal samostatne budovať tretiu sekciu. Pozemní operátori riadili stavebné príkazy cez palubný počítač a priebežný postup overovali prostredníctvom fotografií odosielaných na Zem.

Práve autonómna stavba vo vesmíre rieši hlavný limit súčasnej kozmonautiky, ktorým je obmedzený priemer aerodynamického krytu nosných rakiet. Doteraz museli konštruktéri spoliehať na zložité skladacie mechanizmy alebo asistenciu astronautov, čo výrazne obmedzovalo maximálnu veľkosť teleskopov. Transport základných surovín a ich následná robotická montáž na orbite tieto fyzické bariéry definitívne odstraňuje.

Riešenie nečakaných porúch z laboratória na Zemi

Počas orbitálnych operácií inžinieri neustále narážali na technické komplikácie spôsobené odlišným správaním materiálov v mikrogravitácii. Bývalý postdoktorand z Caltechu Jaden Suh, vysvetlil, že práve na odhalenie nečakaných anomálií slúžia technologické demonštrátory. Tím v riadiacom stredisku musel flexibilne reagovať na zábery z orbity a následne prispôsobovať riadiace príkazy.

Na diagnostiku porúch slúžilo identické záložné zariadenie umiestnené v laboratóriu profesora Pellegrina v Pasadene. Inžinieri Charles Sommer, Alan Truong a Tara Venkatadri využívali pozemného dvojníka na simuláciu problémov, ktoré nastali na obežnej dráhe. Výraznou prekážkou však bola komunikácia, keďže spojenie s družicou fungovalo iba počas siedmich až ôsmich približne 15-minútových okien denne.

Vývoj zložitého hardvéru trval menej ako 12 mesiacov, čo predstavovalo obrovský tlak na úzky tím vedcov. Prvé dve fázy výskumu zahŕňali laboratórne overenie konceptu a pozemné testy mechanizmov. Až tretia etapa programu preverila správanie hardvéru v reálnych podmienkach nízkej obežnej dráhy Zeme, kde komponenty čelia extrémnym teplotným výkyvom.

Plány agentúry DARPA a kilometer široké megakonštrukcie

Iniciatíva NOM4D vznikla v roku 2022 so strategickým zámerom vyvinúť postupy pre orbitálnu výrobu rozmerných vojenských aj vedeckých štruktúr. Programový manažér Andrew Detor uviedol, že cieľom nie je stavba bežných družíc, ale konštrukcií s rozmermi stoviek metrov až kilometrov. Súčasné raketové technológie nedokážu telesá s dĺžkou niekoľkých futbalových ihrísk dopraviť do kozmu v celku.

Projekt ASTRA postúpil do finálnej fázy testovania ako jeden z dvoch vybraných konceptov. Druhý experiment vedie University of Illinois Urbana-Champaign, ktorá využíva modul pripojený k Medzinárodnej vesmírnej stanici ISS na testovanie technológie vytvrdzovania uhlíkových trubíc priamo v kozmickom prostredí. Oba prístupy majú v budúcnosti vytvoriť základ pre masívnu orbitálnu infraštruktúru.

Schopnosť spoľahlivo montovať rámy na obežnej dráhe prinesie zásadný posun pre rádiovú komunikáciu, hlbokovesmírny prieskum a prenos čistej energie. Úspešná demonštrácia tímu z Caltechu potvrdila, že robotické systémy dokážu pracovať s vysokou presnosťou aj bez zásahu človeka. Vedci tak úspešne položili technologický základ pre novú éru orbitálneho staviteľstva.

Čítajte viac z kategórie: Novinky