Viimastel aastatel on inimkond võtnud taas hoogsa suuna uuringutele meie lähimatel planeetidel ja üldse kosmoses, kusjuures üha rohkem juhib neid tegevusi ärimaailm ja ettevõtted, mis valmis panustama universumis peituvate saladuste avastamisse.
Tänaseks on nii Euroopa Kosmoseagentuur (ESA) kui USA Riiklik Aeronautika- ja Kosmosevalitsus (NASA) paika pannud küllaltki täpsed kosmoseprogrammide tärminid, mille hulka kuulub ka inimese saatmine Kuule ja Marsile. Ja neis programmides on oluline koht rahvusvahelisel koostööl nii teaduse kui ettevõtluse vallas.
Nii on asjade loomuliku arenguna jõudnud ka Eesti ülikoolid ja ettevõtted kosmosetehnoloogia arendamises tänaseks arvestatavale tasemele, nii et nende tegemisi hinnatakse kõrgelt ka piiri taga.
Oma teadustegevuses robootikale ja kosmosetehnoloogiale keskendunud Aire Olesk kaitses oma doktoritöö 2016. aastal Tartu Ülikoolis loodus- ja täppisteaduste valdkonnas professor Mart Noorma juhtimisel ning see käsitles radarkaugseire abil metsade kõrguse hindamist kosmosest.
Nüüdseks töötab Aire Olesk Eesti ettevõttes Milrem Robotics kosmosevaldkonna teadus- ja arendusjuhina. Mart Noorma on aga NATO küberkaitsekoostöö keskuse (CCDCOE) direktor. Lisaks Milremile tegutseb Aire ka Tartu Ülikooli Tartu observatooriumis, kus aitab kosmosetehnoloogia kaasprofessori ja osakonna juhataja Mihkel Pajusalu töörühmas viia ellu Euroopa Kosmoseagentuuri projekte ning arendada koostööd ka teiste kosmoseprogrammides osalenud ettevõtetega, näiteks NASA Artemis Kuuprogrammile stereokaamerad teinud Crystalspace jt.
Milrem Robotics on robotliikurite väljatöötamisele pühendunud ettevõte, mille viimase aja töösuunad on orienteeritud kaitsetööstusele, kuigi Milremi robotsõidukid on juba tegemas läbimurret ka tsiviilvaldkonnas, näiteks päästetöödel, metsamajanduses. Lisaks on Milrem huvitatud ka kosmosetööstuse valdkonnast ning läbi viinud esimese planetaarsõidukite arendamise projekti. Kõige selle juures on Milrem hea näide, kuidas teadus- ja arendusprojektides tehtav uurimistöö jõuab kiirel sammul tööstuslikku tootmisse ja seejärel ka igapäevasesse kasutamisse.
Rahvusvaheline huvi on tuntav
Aire Olesk töötab Milrem Roboticsis sektorite vahelise mobiilsuse toetamise ning teaduse ja ettevõtluse vahelise koostöö projekti SekMo raames, kusjuures Milremi ja Tartu observatooriumi koostöös läbi viidud uuringud pakuvad suurt huvi ka ESA-le. Viimane on nüüd, pärast paar aastat väldanud pausi, nõuks võtnud oma marsikulgur ikkagi punase planeedi poole teele saata. Nüüd on missiooni algusajaks planeeritud aasta 2028. Veel enne seda peaks aga toimuma inimese lend Kuule, mis on ühest küljest küll riikidevaheline, aga samas siiski juba suuresti ka eraalgatuslik projekt, kuhu kaasatud kümneid ettevõtteid üle maailma.
Milrem osaleb Aire Oleski juhtimisel kuu- ja marsikulgurite arenduses, kus uuritakse eelkõige seda, kuidas arendada kuu- või marsikulgurite jaoks välja töökindel juhtimistarkvara, mis võimaldaks neil võõral planeedil autonoomselt, turvaliselt ja sihikindlalt liikuda. See tähendab, et ei ehitata konkreetset masinat, vaid programmeeritakse selle juhtimissüsteemi, planeeritavaid liikumisi, takistuste ületamist, energiaga varustamist, andmete edastamist ning kulgurile uute ülesannete andmist.
Sellist autonoomset juhtimist senistel planeetidele saadetud seadmetel pole, mis tähendab, et Milremi ja Tartu Ülikooli vahelise koostöö tulemusena valmivad lahendused on enamjaolt teed rajavad, sellised, millest hakatakse tulevikus juhinduma.
Tõsi – Milremil on juba välja ehitatud, katsetatud ja töökorda timmitud roomikutel liikuv robot THeMIS UGV (mitmeotstarbeline mehitamata maasõiduk), mis loodud eelkõige kasutamiseks kaitseväelaste toetuseks, aga mille pinnalt võib vähemalt teoreetiliselt alustada juba ka planetaarsõidukite arendamist. Sedamööda, kuidas juhtimistarkvara areneb, katsetavad teadlased seda aga juba ka praegu Milremi mehitamata isesõitvatel masinatel.
„Kui siiani on kosmosesse saadetud aparaate juhitud n-ö käsitsi, piltlikult öeldes puldiga, siis meie tahame missiooni kulgu planeerida, luues kuukulgurile sellise tarkvara, mis teda missiooni vältel kohapeal ise juhib,” kirjeldab Aire Olesk oma töö sisu. „Selleks, et juhtimist katsetada, on meil tarvis Kuule või Marsile võimalikult sarnast keskkonda. Lõpuni me seda saavutada ei saa, aga Tartu observatooriumi teadlaste abiga on loodud simulatsioonikeskkond, kus saame virtuaalselt oma katseid läbi viia.”
Eesti teadlaste töö jõuab teistele planeetidele
Kuna teadlaste eesmärk on luua kuukulgurile programmiline teekond ja tagada, et ta selle ka iseseisvalt läbida suudaks, siis on väga oluline, et katsetused toimuksid oludes, mis oleksid Kuu pinnal valitsevatele võimalikult sarnased. Simulatsioonikeskkonna loomisel võetakse aluseks parimad fotod, mis Kuu pinnast erinevate lendude käigus tehtud.
Lisaks on Tartu observatooriumis tehtud eraldi maa-alune ruum liiva, kivide ja pimedusega, mis planeetidel valitseb. Sellele nn kuupunkrile leidsid kiirelt kasutust aga Tartu observatooriumi kosmosetehnoloogia osakonna planetaarkulgurite töörühma tudengid, kes alustasid Eesti esimese kuukulguri arendamisega.
KuupKulguri tudengiprojekti käigus on valminud esimene prototüüp, et simuleeritud Kuu pinnal sõita ja andmeid koguda. Loodetavasti jõutakse teostatavuse uuringus, mida tehakse koostöös Crystalspace OÜ ja LightCode Photonics OÜ-ga, tulemusteni, mis lubavad viia Eesti tehnoloogia peagi ka Kuule.
Aire Olesk töötab selle projekti juures eksperdina ning on tegev projektijuhina ka LightCode Photonicsis, kus arendatakse maailmas ainulaadset tarkvarapõhist 3D-kaamerat. Loodava kaamera üks rakendustest, mida peagi koos Euroopa Kosmoseagentuuriga ka uurima hakatakse, võiks olla ka selle kasutamine erinevatel kosmosemissioonidel, et anda planetaarkulguritele parema nägemise või aidata kosmoselaevade dokkimisel ja maandumisel.
Pakirobot, mis mõeldud sõitma Kuul
„Siiani on kõigi kosmosemissioonide puhul ametis sadu inimesi, kes kõik kontrollivad mingite seadmete või sõlmede tööd ehk tegelevad otsesõnu kosmoseaparaatide juhtimisega. Meie töö siht on see, et luua automaatne juhtimissüsteem, mis suudab ise masinat juhtida, võimalikke ohtusid vältida ja teha oma tööd efektiivselt,” räägib Olesk. „Pärast pikka vaheaega on inimese lend Kuule muutunud üha reaalsemaks, praegu on lend planeeritud järgmisse aastasse. Aga eks meie töö pikema perspektiiviga siht on missioon Marsile.”
Pakun välja, et töö planetaarkulguri juhtimisautomaatika loomise kallal on piltlikult öeldes pakiroboti edasiarendus. Tunnistan, mõneti diletantlik lähenemine, seda enam, et selline võrdlus toob teadlasele muige näole. Samas loodan, et võrdlust ei saa ajakirjanikule ka pahaks panna, sest eks kümmekond aastat tagasi oli ka omapäi tänavatel veerev pakirobot üsna ulmevaldkonda kuuluv asjandus.
„Kuu peal liikuv masin on ikka mõnevõrra keerulisem, aga jah – ka see kuulub põhimõtteliselt robootika valdkonda. Mis aga täiesti erineb, on Kuul või Marsil valitsev keskkond ja kasvõi sealsed atmosfääri tingimused,” nendib Olesk. „Sealseid tingimusi Maa peale üle kanda ei saa, mis tähendab, et planeetidele sobiv sõiduk tuleb ikkagi täiesti nullist üles ehitada, kasutada sealjuures täiesti teistsuguseid materjale jne. Aga juhtimistarkvara esimesi katsetusi ja teste saame Milremi robotitega muidugi teha, uurida kaamerate ja teiste sensorite sisendeid jmt.”
Robot peab muutma missiooni tõhusaks
Kuu edasisel uurimisel ja sinna alaliste baaside loomisel saab oluline roll olema robotitel. Lahendada tuleb mitte ainult liiklus Maa ja Kuu vahel, vaid ka Kuu pinnal toimuv logistika. Et iga seadet mitte käsitsi juhtida, mis nõuaks tohutut inimressurssi ja kõigi osapoolte vahelist laitmatult paikatimmitud koostööd, siis on Aire Olesk seadnud endale eesmärgiks koos oma meeskonnaga aidata programmeerida planetaarsõidukid nii, et missioonile asudes nad juba n-ö teaksid oma ülesandeid, mis võivad olla näiteks proovide kogumine, millegi transportimine või kokku monteerimine.
„Nii nagu Milremi robotid, nii peavad ka planeetidele siirduvad sõidukid olema autonoomsed – mitte ainult isejuhtivad, vaid ka ise ennast energiaga varustavad ning teatud piires otsuseid langetavad,” selgitab Olesk. „Samas peab saama ka robotile pidevalt uusi ülesandeid juurde anda. Aga robot ise arvutab välja kõige optimaalsema tee saadud ülesande täitmiseks, võttes arvesse kõiki olusid, mis seal hetkel võivad valitseda.”
Nii saab Kuul või Marsil panna korraga efektiivselt tööle terve robotite koloonia, kulutamata selleks ülemäära palju inimressurssi, sest paljuski on just see planeetide asustamisplaanide täitumise võtmeküsimus.
Kõige suurem väljakutse on Oleski hinnangul adekvaatse keskkonna loomine, mis vastaks Kuu pinnal valitsevatele tingimustele. Tema sõnul pole Kuu pinnast saadaval väga hea resolutsiooniga pilte, kus pisemgi kivike hästi näha. Nii saab ka kuurobotite esmane ülesanne olema Kuu pinna kaardistamine seal, kus nende töö hiljem toimuma hakkab.
Ka energiaprobleem vajab lahendamist – kuna akud on rasked ja kohmakad, siis ajal, kui päike ei paista, tuleb töö seisata. Keskkond on planeetidel samuti eriline – toksiline, radioaktiivne, väga tolmune ja tuuline. Täpset Kuu pinda ei saa Maal järgi teha, sest meil pole sellist regoliiti, millest Kuu pinna pealiskiht suuresti koosneb, kuna erinevalt Maa regoliidikihist on Kuu oma kaunikesti toksiline.
„Viimasel ajal on ka Eestis tekkinud hulgaliselt idufirmasid, mis soovivad kosmosevaldkonnas tegutseda,” ütleb Aire Olesk. „Seega järgmiste projektide jooksul lisandub meeskonda veel ettevõtteid.”
