NASA-Robo-Arm trotzt minus 173 Grad Celsius

Pasadena – «COLDArm» heisst der neue Roboterarm des Jet Propulsion Laboratory der US-Weltraumorganisation NASA für den Einsatz auf dem Mond. Den Entwicklern nach ist dieser auch bei einer Temperatur von minus 173 Grad Celsius funktionsfähig. Der «Cold Operable Lunar Deployable Arm» soll bisher unerforschte Regionen auf der Mondoberfläche rund um den Südpol des Erdtrabanten untersuchen. «Wenn wir zum Mond fliegen, müssen wir in der Lage sein, bei extrem kalten Temperaturen, insbesondere in der Mondnacht, ohne Heizungen zu arbeiten», sagt Projektleiter Ryan McCormick.

Kameras für 3D-Kartierung
Der zwei Meter lange Arm ist mit zwei handelsüblichen Kameras für 3D-Kartierung ausgestattet, die über den gleichen Bildsensor verfügen, der in die 13-Megapixel-Farbkamera des NASA-Marshubschraubers «Ingenuity» integriert ist. Eine Vielzahl von Aufsätzen und kleinen Instrumenten soll je nach Bedarf am Ende des Arms angebracht werden, einschliesslich einer 3D-gedruckten Titanschaufel zum Sammeln von Proben von der Oberfläche eines Himmelskörpers. Wie der Mars-Hubschrauber kann COLDArm autonom operieren, Aufgaben ausführen und Bilder sammeln, ohne Echtzeit-Eingaben von Missionsleitern auf der Erde.

Mehrere neue Technologien ermöglichen es dem COLDArm, in extremen Umgebungen zu funktionieren. So befinden sich in seinen Gelenken Zahnräder aus metallischem Glas, das zäher als Keramik und doppelt so stark wie Stahl ist, jedoch bessere elastische Eigenschaften hat als beide – sogar bei extremer Kälte. Metallisches Glas ist nicht kristallin aufgebaut, sondern amorph. Das heisst, die Atome sind nicht nach strengen Regeln angeordnet, sondern nach dem Zufallsprinzip. Daraus hergestellte Getriebe benötigen keine Schmierung oder Heizung, um bei Kälte zu funktionieren.

Wissenschaftliche Instrumente
Da die Motorsteuerung des Arms kalt bleibt, kann sie laut den NASA-Ingenieuren näher an den wissenschaftlichen Instrumenten installiert werden, was eine thermische Isolierung überflüssig macht und weniger schwere Verkabelung erfordert. Ein Sensor in der Hand ermöglicht es dem Arm zu fühlen, womit er es gerade zu tun hat. In einem Testbett, das mit simuliertem Mondgeröll gefüllt hat, bewies der Arm bereits, dass er den hohen Anforderungen gewachsen ist. (pte/mc/ps)

Jet Propulsion Laboratory
NASA
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