Các phi hành gia sống tách biệt bên trong Trạm không gian Quốc tế (ISS) sắp có những người bạn mới là robot. Ba robot dạng hình khối có khả năng tự vận hành sẽ di chuyển trong không gian và ghi lại mọi chuyển động của các phi hành gia.
Các robot bay tự do được gọi là Astrobees. Chúng có thể chuyển động quanh ISS, quay phim những hoạt động của các phi hành gia, cung cấp năng lượng cho những thí nghiệm khoa học mới và giúp NASA định vị các thiết bị bị thất lạc.
Chris Provencher, quản lý dự án Astrobees tại trung tâm nghiên cứu NASA Ames, cho biết: "Chúng tôi muốn các robot có thể bay vòng quanh trạm không gian mà không cần sự giám sát của phi hành đoàn".
Nhóm nghiên cứu tại Ames ở California đã tiêu tốn nhiều năm để thiết kế và xây dựng robot Astrobees. Nhưng chúng không phải là những robot đầu tiên làm việc cùng với các phi hành gia bên trong ISS.
Kế hoạch này dùng để thay thế ba thiết bị có dạng hình cầu, gọi là SPHERES (Synchronized Position Hold, Engage, Reorient, Experimental Satellite - các vệ tinh có vị trí đồng bộ, tương tác, định hướng, vệ tinh thử nghiệm). Chúng đã được đưa đến trạm không gian vào năm 2006.
Theo NASA thì giáo sư của họ yêu cầu xây dựng một bản sao của chiếc phi thuyền huấn luyện Jedi (được gọi là remote) – lấy ý tưởng từ bộ phim "Star Wars". Những chiếc phi thuyền không người lái (hay robot Astrobees) của MIT trong đời sống thực không bắn ra những chùm tia laser như trong phim. Tuy nhiên, các phi thuyền sử dụng khí nén để di chuyển trong trạng thái không trọng lực và phi hành gia có thể kiểm soát chúng từ một máy tính xách tay trên ISS.
Các nhà nghiên đã thực hiện hàng chục thí nghiệm với robot. Những robot này có thể hình thành trong khi bay và có những thứ đặc biệt đính kèm. Thực tế, trong một thập kỷ qua, đã có hơn 100 nghiên cứu học thuật khác nhau về chương trình SPHERES. Một số phần mềm được thử nghiệm để giúp vệ tinh tránh va vào nhau trong không gian, trong khi một số khác thì khảo sát cách để xây dựng kính viễn vọng lớn từ một loạt các robot nhỏ có khả năng tự vận hành.
Robot có thể đảm đương nhiều công việc trong trạm không gian. (Ảnh: NASA).
Tuy nhiên, theo nhà văn Evan Ackerman phát biểu trong một câu chuyện gần đây tại IEEE Spectrum thì vào năm thứ 11 trong không gian, các robot màu đỏ, xanh dương và cam dường như ngày càng cũ đi và trở nên lạc hậu.
Robot SPHERES không có bất kỳ máy quay nào để ghi lại và truyền video về Trái đất. Trong không gian có một điều rắc rối là không nhiều người biết về các hoạt động phim ảnh, nhưng việc ghi lại các thí nghiệm và các sự kiện giáo dục thì rất quan trọng. Vì vậy, NASA muốn các phi hành gia của mình tập trung vào việc thực hiện các thí nghiệm thay vì loay hoay điều chỉnh máy quay phim.
Những người giám sát các nhiệm vụ tại Trung tâm Vũ trụ Johnson ở Houston cũng muốn nâng cao "nhận thức tình huống" của thủy thủ đoàn. Đây là một cách diễn đạt khác của việc họ muốn có những cách tốt hơn để theo dõi hàng hóa có giá trị của mọi người.
Provencher nói: "Ngay bay giờ, nhiều người muốn nhìn thấy những thứ bên trong trạm không gian. Trong đó có một số máy quay được thiết lập và nằm ở những vị trí cố định. Bằng cách để robot bay xung quanh với một máy ảnh HD, mọi người sẽ nhìn được những thứ họ muốn thấy".
Kiểm tra chất lượng không khí, theo dõi âm thanh lớn, ghi lại các lô hàng mới, và tìm những vật bị thất lạc trong phòng thí nghiệm là những việc vô cùng nhàm chán và tốn thời gian đối với các phi hành gia. Do đó, Astrobee sẽ được lắp đặt cảm biến và một máy quét RFID để đảm đương những công việc này.
Provencher nói thêm: "Có hàng ngàn thiết bị trên trạm không gian phải được theo dõi và xác định được vị trí chính xác".
Để có thể hoạt động trong khu vực không trọng lực, Astrobee có một cái quạt ở trung tâm để hút và nén không khí. Khi đã sẵn sàng để di chuyển robot sẽ hướng không khí ra một hoặc nhiều hơn 12 vòi. Giống như những máy bay phản lực nhỏ bé, robot cần tạo ra rất nhiều lực để đẩy và định hướng mỗi khối lập phương về phía đích.
Khi tự vận hành, Astrobees sẽ điều hướng bằng cách sử dụng một bản đồ 3D nội bộ của trạm không gian. Tuy nhiên, những người giám sát công việc cũng có thể điều khiển các tàu vũ trụ thu nhỏ Astrobees này từ Trái đất. Ví dụ như khi NASA muốn robot dừng lại và quay phim, Astrobee có thể gấp lại một cánh tay và bấm nút.
Các công ty cũng có thể phát triển những "bộ phận phụ" cho Astrobee – những phần mà sẽ được cố định vào các điểm gắn kết mô đun, Provencher nói. Robot sẽ sử dụng pin lithium-ion để hoạt động. Chúng có thể duy trì trong vài giờ khi robot bay và quay phim cùng một lúc. Khi pin sắp hết, Astrobee sẽ tự động điều hướng đến một bến tàu để sạc pin qua tấm năng lượng mặt trời của trạm không gian.
NASA dự kiến sẽ khởi động chương trình Astrobee cho ISS vào khoảng tháng 9/2017.