در یکی از دستاوردهای مهم دنیای رباتیک، هوش مصنوعی و فناوری فضایی، محققان موفق شده‌اند برای نخستین بار از یک ربات خودکار برای ساخت بخشی از یک سازه در فضا استفاده کنند؛ دستاوردی که می‌تواند مسیر آینده ساخت ایستگاه‌های فضایی، تلسکوپ‌های عظیم و زیرساخت‌های مداری را متحول کند. این پروژه با همکاری محققان مؤسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) و با حمایت آژانس پروژه‌های پژوهشی پیشرفته دفاعی آمریکا (DARPA) توسعه یافته است. اهمیت این دستاورد در آن است که برای نخستین بار یک سامانه رباتیک توانسته بدون دخالت مستقیم فضانوردان، عملیات مونتاژ قطعات یک سازه را در مدار زمین انجام دهد.

ربات ASTRA چگونه در فضا سازه می‌سازد؟

این سامانه رباتیک که ASTRA نام دارد، مخفف عبارت Autonomous In-Space Tensioned Reflector Assembly است. هدف اصلی توسعه آن، بررسی امکان ساخت سازه‌های پیچیده در محیط فضا به کمک تجهیزات رباتیک و بدون نیاز به حضور انسان است. ربات ASTRA در واقع یک بازوی مکانیکی پیشرفته است که می‌تواند قطعات مختلف را از محفظه‌های مخصوص دریافت کند، آن‌ها را در موقعیت مناسب قرار دهد و با اتصال اجزا به یکدیگر، بخش‌های مختلف یک سازه را شکل دهد.

فرایند ساخت این سازه شباهت زیادی به کنار هم قرار دادن قطعات یک مجموعه اسباب‌بازی مهندسی دارد؛ با این تفاوت که تمام عملیات در شرایط دشوار محیط فضایی انجام می‌شود. این ربات مأموریت خود را در مارس ۲۰۲۶ آغاز کرد و برای ساخت یک آنتن بازتابنده رادیویی با قطر تقریبی ۱.۴ متر به فضا فرستاده شد. قطعات مورد استفاده در این پروژه شامل لوله‌های کامپوزیتی تقویت‌شده با الیاف، اتصالات آلومینیومی و یک سطح بازتابنده سبک از جنس فیلم پلیمری Kapton هستند.

نخستین آزمایش موفقیت‌آمیز ساخت سازه در مدار زمین

سامانه ASTRA در جریان این مأموریت توانست بخش جدیدی از سازه خرپایی آنتن را به قطعات از پیش آماده‌شده متصل کند. این سازه از بخش‌های تکرارشونده‌ای تشکیل شده است که در کنار یکدیگر چارچوب اصلی آنتن را ایجاد می‌کنند. اگرچه هدف نهایی پروژه ساخت یک آنتن کامل با ۱۱ بخش متصل به یکدیگر بود، محدودیت زمانی و برخی مشکلات فنی مانع تکمیل تمام سازه شد. با این حال، ساخت بخش جدید در مدار زمین برای نخستین بار نشان داد که استفاده از ربات‌ها برای مونتاژ سازه‌های فضایی امکان‌پذیر است.

یکی از نکات جالب این مأموریت، نحوه نظارت بر عملکرد ربات است. تصاویر مراحل مختلف ساخت به زمین ارسال می‌شوند و پژوهشگران با بررسی آن‌ها می‌توانند مشکلات احتمالی را شناسایی کنند. در صورت بروز مشکل، تیم تحقیقاتی شرایط را با استفاده از یک ربات مشابه در آزمایشگاه بازسازی کرده و دستورالعمل‌های اصلاحی را برای ادامه مأموریت ارسال می‌کند. بنابراین، اگرچه عملیات مونتاژ توسط سامانه رباتیک انجام می‌شود، نظارت و عیب‌یابی انسانی همچنان بخشی از فرایند است.

چرا ساخت سازه در فضا اهمیت دارد؟

یکی از محدودیت‌های مهم مهندسی فضایی، ابعاد محموله‌هایی است که می‌توان با موشک به مدار زمین منتقل کرد. بسیاری از سازه‌های فضایی به دلیل محدودیت ابعاد محفظه موشک، باید به شکل تا‌شده به فضا منتقل شوند و پس از رسیدن به مدار باز شوند. اما این روش برای تمام سازه‌ها مناسب نیست و ساختارهای پیچیده‌تر ممکن است به مونتاژ مستقیم در فضا نیاز داشته باشند.

فناوری توسعه‌یافته در پروژه ASTRA می‌تواند راهکار متفاوتی ارائه دهد. در آینده، ربات‌های مشابه قادر خواهند بود قطعات اولیه را دریافت کرده و سازه‌هایی بسیار بزرگ‌تر از ابعاد محموله‌های قابل حمل با موشک بسازند. از جمله کاربردهای احتمالی این فناوری می‌توان به ساخت تلسکوپ‌های فضایی بسیار بزرگ، آنتن‌های مخابراتی پیشرفته، آرایه‌های عظیم خورشیدی و زیرساخت‌های مورد نیاز برای توسعه مراکز پردازش داده در مدار زمین اشاره کرد.

آینده هوش مصنوعی و ساخت‌وساز خودکار در فضا

پروژه ASTRA بخشی از برنامه گسترده‌تر DARPA با نام NOM4D است؛ برنامه‌ای که با هدف توسعه فناوری‌های ساخت‌وساز و تولید مواد در مدار زمین و حتی محیط ماه دنبال می‌شود. سرجیو پلگرینو، پژوهشگر و استاد مهندسی هوافضا در مؤسسه فناوری کالیفرنیا و رهبر این پروژه، معتقد است که آینده اکتشافات فضایی به توانایی انسان برای ساخت سازه‌ها در خود محیط فضا وابسته خواهد بود.

هدف بلندمدت این تحقیقات، توسعه سامانه‌هایی است که بتوانند سازه‌هایی با ابعاد صدها متر یا حتی چند کیلومتر را در فضا ایجاد کنند؛ ابعادی که با روش‌های متداول انتقال و باز کردن سازه‌ها در مدار، دستیابی به آن‌ها بسیار دشوار است. این دستاورد هنوز به معنای امکان ساخت مستقل شهرهای فضایی یا ایستگاه‌های عظیم توسط ربات‌ها نیست، اما گامی مهم در مسیر تحقق چنین چشم‌اندازی محسوب می‌شود. در نهایت، موفقیت اولیه ASTRA نشان می‌دهد که ترکیب رباتیک پیشرفته، سامانه‌های خودکار و فناوری‌های هوشمند می‌تواند آینده فعالیت‌های انسانی در فضا را تغییر دهد. شاید در سال‌های آینده، به جای ارسال سازه‌های آماده از زمین، ربات‌ها مواد اولیه را دریافت کنند و زیرساخت‌های مورد نیاز بشر را مستقیماً در مدار زمین بسازند.

منبع خبر: newscientist