원격으로 조종되는 달 탐사선이 곧 달에서 작업하게 될 수도 있습니다. 가상화 도구를 사용하면 지상에 있는 사람들이 로버에 탑재된 장비를 원격으로 제어하여 유연하게 샘플을 수집하고 달 표면을 발굴하거나 기타 장비를 조립할 수 있습니다.
영국 브리스톨 대학교 로봇 공학 연구소의 연구원들은 옥스포드셔 하벨에 있는 유럽 우주국(ESA)의 유럽 우주 응용 및 통신 센터에서 달 탐사선을 위한 새로운 원격 운영 체제를 테스트했습니다. 그들은 가상화 도구를 사용하여 달 탐사선을 제어하고 로봇 팔을 제어하여 달 토양을 파고 시뮬레이션합니다. 이 방법은 비디오 신호를 전송하기 위해 카메라에 의존할 필요가 없으므로 지구와 달 사이의 1.{1}}초 신호 지연으로 인한 카메라 피드백 지연을 방지합니다. 미래에는 유럽 우주국(European Space Agency)이 계획하고 있는 "Moonlight" 프로젝트의 위성이 달 탐사선의 원격 작동 신호를 중계할 수 있습니다.
브리스톨 대학의 조 루카(Joe Louca)는 성명에서 "이 시뮬레이션 시스템은 신호 지연 문제를 피하면서 지구에서 원격으로 달 로봇을 작동하는 데 도움이 될 수 있습니다"라고 말했습니다.
가상화된 시뮬레이션 시스템에는 "햅틱" 상호 작용도 포함되어 있습니다. 즉, 이 시스템은 달의 저중력 상태에서 달 토양의 촉각 특성을 시뮬레이션하여 사용자에게 촉각을 제공합니다. 이를 통해 원격 운영자는 달 토양을 파는 데 얼마나 많은 힘이 필요한지 또는 수집된 샘플을 퍼올리는 데 얼마나 많은 힘이 필요한지 더 잘 감지할 수 있습니다. 현재 이 햅틱 상호작용은 달 토양을 압축하거나 삽으로 달 토양을 옮기는 등 가상화의 일부 기본 작업에만 사용할 수 있으며 적용 범위가 제한되어 있어 더 복잡한 작업에는 사용되지 않았습니다.
"우리는 이 시뮬레이션 시스템에서 중력의 강도를 조정하고 촉각 피드백을 제공할 수 있으므로 우주비행사는 달의 조건에서 달 먼지의 질감과 상태를 인지할 수 있습니다. 결국 달의 중력은 지구 중력의 6분의 1에 불과합니다. 지구야." 루카가 말했다. "
이 시스템은 미래의 달 표면을 미리 엿볼 수 있는 현실적인 시뮬레이션 환경을 제공하여 달에서 미래의 우주 비행사를 훈련시키는 데에도 사용될 수 있습니다.
Luca는 "우주비행사가 이 시뮬레이션 시스템을 사용하여 다가오는 달 탐사 임무를 준비하는 데 용도 중 하나가 될 수 있습니다"라고 말했습니다. "
하지만 그 전에 신뢰 문제를 극복해야 한다고 루카는 말했습니다. 이전 연구에 따르면 사용자는 가상화된 시스템을 운영할 때 주로 가상 시스템이 현실에서 예상대로 작동할지 여부에 대해 우려하는 심리적 장벽을 겪는 것으로 나타났습니다.
Luca 팀은 가상화된 시스템의 효율성과 신뢰성을 수량화했습니다. 그들은 시스템이 시뮬레이션된 달 토양을 수집할 때 효율성이 100%에 도달하고 신뢰 수준이 92.5%임을 발견했습니다. 다만, 모의 달 토양을 쏟아내는 것에 대한 신뢰도는 다소 낮다. 연구진은 달 토양 시뮬레이션을 이동할 때 삽의 경사각을 제한함으로써 이를 정확하게 수행할 수 있음을 발견했습니다.
시스템은 달 임무를 염두에 두고 설계되었지만 원칙적으로 동일한 원격 작동 기술을 화성 임무에도 사용할 수 있습니다. 이 기술은 특히 로버에서 샘플 튜브를 검색하여 화성에서 지구로 발사된 다른 차량에 로드할 때 도움이 될 수 있습니다.
화성 샘플 반환을 위한 예산과 일정은 통제할 수 없으며 NASA는 업계에 솔루션 개발을 도와줄 것을 요청했습니다. Rocket Lab은 최근 Perseverance 탐사선이 수집한 샘플을 복구하기 위한 가능한 솔루션에 대한 자세한 연구를 수행하는 계약을 체결했습니다. 원격 작전이 시작되기에는 너무 이르지만, 달, 화성, 소행성 및 혜성과 같은 기타 암석 물체에 샘플을 반환하는 향후 임무에 사용될 가능성이 높습니다.
루카는 "향후 10년 안에 중국의 창어(Chang'e) 프로그램, NASA의 아르테미스(Artemis) 임무 등 다양한 유인 및 무인 달 탐사 임무를 보게 될 것"이라고 말했다. "이 시뮬레이션 시스템은 이러한 작업의 준비 또는 실행 단계를 위한 귀중한 지원 도구가 될 수 있습니다."