Klebriger Greifer

Dank Elektroadhäsion soll ein neuer Roboterarm für den Weltraumeinsatz nahezu alles packen können, was er im All vorfindet.

Eine der größten Herausforderungen im Orbit ist das Greifen von Objekten. Roboterarme mögen im Space Shuttle oder bei der Internationalen Raumstation ISS mittlerweile zwar Standard sein, doch ist ihre Verwendung auf bestimmte Aufgaben beschränkt. Die eingesetzten Gelenke und Greifmechanismen sind hochkomplex und bedingen, dass das zu erfassende Objekt kompatible Zugriffsflächen besitzt. Ein Start-up aus Colorado testet nun einen ganz neuen Ansatz, der Roboterarme deutlich praktischer machen könnte: eine Art Allesgreifer.

Die Ingenieure von Altius Space Machines nennen ihr System schlicht einen "klebrigen Ausleger" – auf Englisch: Sticky Boom –, der sich bis zu 100 Meter ausfahren lässt. An seinem Ende befindet sich eine Greiffläche, die den Effekt der sogenannten Elektroadhäsion verwendet. Diese erlaubt es, elektrostatische Ladungen in nahezu jedem Material zu induzieren – sei es nun Metall, Kunststoff, Glas oder gar ein Asteroidenstück. Durch die unterschiedliche Ladung zwischen Ausleger und Objekt bleibt dieses dann haften.

Der Hauptvorteil des Sticky Boom ist die Tatsache, dass er sich an jedes Raumfahrzeug oder Objekt "kleben" lässt, egal ob es für einen Roboterarm geeignet ist oder nicht. "Man muss nicht einmal wissen, aus was ein Objekt besteht und welche Form es hat", sagt Altius-Präsident Jonathan Goff.

Die Forschungsgesellschaft SRI International hatte zuvor die Elektroadhäsionstechnik auch für Mauerkletterer und andere Spezialroboter verwendet. Altius arbeitet mit SRI nun intensiv zusammen, verfolgt aber auch noch weitere Forschungsalternativen.

Der Sticky Boom wurde in einer verkleinerten Prototypversion bereits unter Schwerelosigkeit erfolgreich getestet – bei einem Parabelflug. Außerdem steckten die Entwickler ihr System in eine thermische Vakuumkammer, um Weltraumbedingungen zu testen.

Die Technik bietet eine ganze Reihe von Anwendungsmöglichkeiten. Altius will sich anfangs auf ein Konzept konzentrieren, das eine Just-in-time-Versorgung der ISS erlauben würde. Beim "Direkt zur Station"-Ansatz würde ein kleines Nachschubraumfahrzeug in Richtung iSS aufbrechen, dem klassische Dockingsysteme fehlen. Stattdessen würde der Sticky Boom verwendet, um es einzuholen.

Daraus würden sich einige Vorteile ergeben. Häufigere Flüge zur ISS könnten die wissenschaftliche Forschung im Orbit voranbringen und beschleunigen. Außerdem könnte ein neuer Markt für kleine Weltraumfahrzeuge entstehen, besonders für sogenannte Nanosatelliten, die einige Dutzend Kilogramm wiegen. Dies würde bei den notwendigen Startraketen enorme Kosten sparen. "Das ist ein wirklich schwer zu lösendes Problem. Wir glauben aber, nun einen Ansatz gefunden zu haben, der viel verändern könnte", meint Altius-Präsident Goff. Die ersten Gespräche mit der NASA seien vielversprechend.

Verbindungen zu der Weltraumbehörde gibt es bereits, so flossen Fördergelder im Rahmen der "Small Business Innovation Research"-Initiative. Altius gewann außerdem den ersten Preis beim "NewSpace"-Businessplan-Wettbewerb, den die Space Frontier Foundation zusammen mit der NASA ausgerichtet hatte.

Altius erwägt außerdem weitere Nutzungsszenarien für den Sticky Boom. Er könnte die Reparatur von Satelliten erleichtern, weil die meisten von ihnen nicht mit regulären Roboterarmen "eingefangen" werden können. Außerdem könnte die Technik das Problem des Weltraumschrotts lösen helfen: Ein Sticky Boom wäre dann so etwas wie ein orbitaler Staubsauger. (bsc)