Złożony etap projektowania, dziesiątki godzin spędzonych w warsztacie i na testach – tak wyglądały trwające dwa lata prace nad innowacyjnym chwytakiem zbudowanym przez naszych studentów. Było warto – to pierwsze takie urządzenie, które wystrzelono w kosmos

Projekt TRACZ (Testing Robotic Application For Cathing in Zero-G) zakładał sprawdzenie, czy możliwe jest wykorzystanie chwytaka typu jamming gripper w mikrograwitacji i próżni. Takie urządzenia składają się z membrany wypełnionej granulatem działającej na zasadzie manipulacji różnicą ciśnień. Napompowany chwytak dostosowuje swój kształt do przedmiotu, który ma być podniesiony, a po wyssaniu powietrza granulat twardnieje, membrana zacieśnia się na przedmiocie i dzięki temu można go przenieść. 

Zadania podjęli się studenci działający w grupie „Space is More” i w Kole Naukowym Robotyków KoNaR Politechniki Wrocławskiej. Stworzyli pierwsze na świecie urządzenie tego typu, które wyniesione na pokładzie rakiety REXUS na wysokość 82 km, zostało poddane testowi w próżni.

Perfekcyjny eksperyment

Rakieta została wystrzelona z kosmodromu Esrange Space Center w szwedzkiej Kirunie pod koniec marca. Sześcioosobowa grupa naszych studentów była jednak na miejscu dużo wcześniej.

– Pierwotnie kampania lotna zaczynała się 4 marca i planowo mieliśmy zostać w Szwecji do 16 marca. Jednak ze względu na fakt, że w tym roku zaplanowano starty aż trzech rakiet z eksperymentami na pokładzie, wszystko opóźniło się o kilka dni – opowiada Aleksander Gorgolewski, koordynator projektu. 

Start rakiety REXUS to niezwykle złożony proces. Paliwo wypala się w niej po 26 sekundach, następnie od silników odłączony zostaje moduł, w którym umieszczony jest eksperyment, uruchomione zostaje urządzenie hamujące ruch obrotowy rakiet, a chwilę później pojawia się stan nieważkości i rozpoczynają się testy. 

– Moment startu mogliśmy obserwować dzięki kamerze zamontowanej na kadłubie rakiety, a w 73 sekundzie lotu uzyskaliśmy widok z kamer wewnątrz modułu i mogliśmy obserwować nasz eksperyment. Wykonaliśmy w sumie 15 chwytów w dwóch różnych kombinacjach. Jesteśmy bardzo dumni, bo wszystko wyszło tak, jak to sobie zaplanowaliśmy. Trzeba zaznaczyć, że jest bardzo niewiele projektów, które przebiegają bez problemu, a w naszym chwytaku wszystko zadziałało perfekcyjnie – dodaje student.

Pierwsze podsumowania

Przed startem studenci mieli nadzieję, że przepływ granulatu będzie trochę lepszy niż w warunkach normalnej grawitacji i w efekcie przełoży się to na uchwyt o większej sile. Wstępne wyniki pokazują natomiast, że nie ma znaczącej różnicy pomiędzy zachowaniem granulatu na ziemi i w stanie nieważkości. 

– Wyniki z czujnika chwytu pokrywają się z tym, co obserwowaliśmy we wcześniejszych testach. Już teraz możemy jednak powiedzieć, że nasz projekt ma duży potencjał, chociaż problem z brakiem możliwości wytworzenia podciśnienia w kosmosie sprawia, że traci nieco na uniwersalności. Trzeba jeszcze włożyć sporo pracy, żeby wszystko działało z dużo większą efektywnością – wyjaśnia Aleksander Gorgolewski.

Teraz naszych studentów czeka analiza zebranych materiałów. Pierwsze wyniki zamierzają zaprezentować w czerwcu podczas sympozjum PCA organizowanego przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA). Równolegle będą pracować nad ostateczną wersją podsumowania, którą również muszą przedstawić agencji.

– Planujemy także jak największą liczbę publikacji na temat eksperymentu. Podczas projektowania i prototypowania dowiedzieliśmy się bardzo wiele i teraz chcemy się tą wiedzą podzielić. Zbieramy również informacje na temat ewentualnego opatentowania naszych rozwiązań, bo drugiego takiego urządzenia jeszcze na świecie nie ma – zaznacza Aleksander Gogolewski.

A może TRACZ 2.0?

Studenci chcieliby, żeby na Politechnice Wrocławskiej powstawało jak najwięcej projektów związanych z kosmosem. Tym bardziej, że w Polsce jest to ciągle nowa tematyka, a nasz kraj dopiero zaczyna się angażować w tę branżę. Być może doczekamy się także drugiej wersji projektu TRACZ, tym razem opartego na inteligentnych materiałach, czyli takich, które zmieniają swoje właściwości w kontrolowany sposób w zależności od otoczenia.

– Udział w tym projekcie był dla nas wszystkich wspaniałym przeżyciem. Obserwacja startu rakiety, niepewność, czy wszystko zadziała, a potem euforia z udanego eksperymentu. To było coś niesamowitego. Po wsparciu, które otrzymaliśmy od uczelni, wrocławskich firm, kół naukowych i organizatorów czujemy wręcz obowiązek, żeby w przyszłości pomagać osobom, które także chciałyby zrealizować swoje kosmiczne projekty – podkreśla Aleksander Gorgolewski.

Eksperyment został przeprowadzony w ramach szwedzko-niemieckiego programu Rexus/Bexus realizowanego w ramach dwustronnej umowy między niemiecką (DLR - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) oraz szwedzką agencją kosmiczną (SNSB - Swedish National Space Board). Szwedzka część ładunku została udostępniona studentom również z innych europejskich krajów przez współpracę z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA). Wsparcie techniczne zapewniają eksperci z DLR, SSC (Swedish Space Corporation), ZARM (Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation) i ESA.

Realizację projektu umożliwiło m.in. dofinansowanie Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach grantu „Najlepsi z najlepszych 2.0” oraz pomocy sponsorów.

mic