Thử nghiệm robot điều khiển từ xa khám phá Mặt Trăng, Sao Hỏa

Các xe tự hành trên Mặt Trăng trong tương lai có thể được điều khiển từ Trái Đất. Ảnh: NASA/Daniel Rutter

Robot được thử nghiệm hệ thống điều khiển từ xa tại Trung tâm Ứng dụng Không gian và Viễn thông châu Âu của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) tại Harwell, Oxfordshire. Bằng cách điều khiển mô phỏng ảo của một robot, họ có thể điều khiển cánh tay robot để đào mẫu đất giả lập Mặt Trăng (gọi là simulant). Quá trình này không cần đến nguồn cấp dữ liệu từ camera, vốn có thể bị chậm do độ trễ 1,3 giây giữa Trái Đất và Mặt Trăng. Trong tương lai, tín hiệu giữa người điều khiển từ xa và các nhiệm vụ robot trên mặt trăng có thể được truyền qua vệ tinh thuộc dự án Moonlight của ESA.

Mô phỏng ảo này cũng tích hợp các tương tác "haptic". Nói cách khác, nó mang lại cho người dùng cảm giác chạm, mô phỏng các thuộc tính xúc giác của đất mặt trăng trong môi trường trọng lực thấp. Điều này giúp người điều khiển từ xa có cảm giác rõ hơn về lực cần thiết để đào vào đất, hoặc để nâng một mẫu lên trong xẻng. Cho đến nay, các tương tác haptic chỉ được tích hợp trong các phiên bản ảo của các nhiệm vụ cơ bản, như ấn đất xuống hoặc kéo xẻng qua đó, nhưng chưa cho các nhiệm vụ phức tạp hơn.

"Chúng tôi có thể điều chỉnh độ mạnh của trọng lực trong mô hình này, và cung cấp phản hồi haptic, để có thể cho các phi hành gia cảm giác về cách bụi mặt trăng sẽ cảm nhận và hành xử trong điều kiện Mặt Trăng - nơi có lực hấp dẫn bằng một phần sáu của Trái Đất", Joe Louca, Đại học Bristol nói.

Hệ thống này cũng có thể được sử dụng để đào tạo các phi hành gia có thể một ngày nào đó đi đến Mặt Trăng bằng cách cung cấp cho họ một mô phỏng thực tế về những gì có thể mong đợi. "Một lựa chọn có thể là để các phi hành gia sử dụng mô phỏng này để chuẩn bị cho các nhiệm vụ khám phá Mặt Trăng sắp tới", Louca cho biết.

Nhóm của Louca đã định lượng hiệu suất và độ tin cậy đối với hệ thống ảo này. Theo đó khi xúc đất giả lập, hệ thống hoạt động hiệu quả 100% và đáng tin cậy 92,5% thời gian.

Mặc dù được thiết kế với mục đích sử dụng trên Mặt Trăng, về nguyên tắc, các kỹ thuật điều khiển từ xa tương tự cũng có thể được sử dụng cho các nhiệm vụ tới sao Hỏa. Điều này có thể hữu ích cho nhiệm vụ thu hồi các ống mẫu từ robot lên phương tiện khác mang mẫu trở lại Trái Đất.

Khi ngân sách và thời gian của dự án hiện tại của NASA về việc thu hồi mẫu từ sao Hỏa đã vượt quá kiểm soát, cơ quan vũ trụ đã mời ngành công nghiệp để phát triển một giải pháp. Rocket Lab đã giành được hợp đồng gần đây để thực hiện một nghiên cứu chi tiết về giải pháp khả thi để thu hồi các mẫu của robot Perseverance. Mặc dù còn quá sớm để nói tới thành công, song các nhiệm vụ thu hồi mẫu và khám phá khác tới mặt trăng, sao Hỏa và các thiên thể đá khác như tiểu hành tinh có thể đều hưởng lợi từ điều khiển từ xa trong tương lai.

"Trong thập kỷ tới, chúng ta sẽ chứng kiến nhiều nhiệm vụ có phi hành đoàn và không có phi hành đoàn tới Mặt Trăng, như chương trình Artemis của NASA và chương trình Chang'e của Trung Quốc", Louca nói. "Mô phỏng này có thể là một công cụ quý giá để hỗ trợ chuẩn bị hoặc vận hành cho các nhiệm vụ này".

Minh Thư (Theo Space)