Het zal nog even duren voordat de onderzoeksrobot van Team Polar door de sneeuw van Antarctica rijdt

By Rik Durkstra

Uren en uren kan hij erover praten. Laurenz Edelmann is het afgelopen jaar geleefd door Team Polar. Uit eigen beweging natuurlijk. “Ik besteed mijn tijd het liefste aan Team Polar, daarom ben ik nog wat minder voor m’n studie gaan doen”, aldus Edelmann, die dit jaar teamleider is van het studententeam van de TU Eindhoven. Team Polar houdt zich bezig met het ontwikkelen van een onderzoeksrobot die onder de onherbergzame omstandigheden van de poolgebieden nog steeds onderzoek kan doen. 

Werkend prototype

Na een aantal jaren onderzoek heeft het team op 20 januari hun eerste werkende prototype onthuld. Edelmann spreekt over een “Minimal viable product” (MVP), een term die in de technische wereld vaak wordt gebruikt voor een prototype dat grofweg kan doen wat hij zou moeten doen. “Maar het is belangrijk om te vermelden dat hij zeker niet klaar is voor Antarctica”, zegt Edelmann. 

Wat kan hij wel? “Nou, hij werkt in de sneeuw, kou en op oneffen terrein,” legt Edelmann uit. Hij en zijn team hebben de robot, die zij “Ice Cube” noemen, eind december uitvoerig getest in Noorwegen. “Hij kan bij een temperatuur van -10 graden celsius zo’n 10 kilometer door de sneeuw rijden op één batterijlading. Op beter begaanbare ondergrond waarschijnlijk twee tot drie keer zo lang. Sneeuw is namelijk erg moeilijk terrein”, legt Edelmann uit.

In totaal kan Ice Cube vier uur per dag actief zijn. Daarna is hij in minder dan een dag weer opgeladen door de zonnepanelen waarmee de rover bekleed is. “Met name in de zomers van Antarctica, waar het 24 uur per dag licht is, is het geen enkel probleem om binnen een dag op te laden. We volgen dan een schema waarin de robot vier uur onderzoek doet en de rest van de dag oplaadt”, zegt Edelmann.  

Sturen

Ice Cube kan ook sturen. Dit klinkt vrij logisch, maar het was met de stuurmethode die Team Polar koos toch alles behalve zeker. “We zijn voor een systeem zonder stuurkolom gegaan. Dit hebben we gedaan omdat wij vonden dat een normaal stuur minder geschikt is voor deze omstandigheden. Je rijdt liever niet met je auto door de sneeuw.”, aldus Edelmann. Dus koos Team Polar voor een stuursysteem zoals bij een tank. Daarbij kunnen de wielen aan elke zijde in tegenovergestelde richting van elkaar draaien.

Er waren veel onderzoekers die sceptisch waren over de hoeveelheid motorkracht die nodig was voor deze manier van sturen. “We kregen berichten van andere wetenschappers dat deze manier van sturen ongeschikt zou zijn vanwege het gebrek aan kracht. Onze eigen berekeningen gaven aan dat het kon. Maar toch was het tijdens het testen wel spannend”, zegt Edelmann. Uiteindelijk bleek dat deze manier van sturen goed werkt. 

Poolvoertuig Venturi krijgt upgrade voor tweede jaar op Antartica

Het eerste elektrische polaire exploratievoertuig ter wereld, de ‘Venturi Antarctica’, heeft een upgrade gekregen zodat het nog beter ingezet kan worden voor onderzoek.

Problemen

Problemen zijn er ook. Zo is met name de hoeveelheid ijs dat zich vormt op de zonnepanelen onder koude omstandigheden een groot probleem. Edelmann legt uit: “Als er ijs op het paneel komt kan de cel minder gaan werken. Er kan ook kortsluiting ontstaan, waardoor de cel zichzelf kapot maakt.”

Een hydrofobe coating op de zonnepanelen zou een uitkomst kunnen zijn. “Met een hydrofobe coating geef je de panelen als het ware een soort regenjas. IJs kan zich dan niet vormen op de panelen. Helaas werkt zo’n coating niet zomaar samen met andere coatings die nodig zijn om de panelen te laten werken”, zegt Edelmann. Daarom is hij met zijn team nu aan het onderzoeken hoe ze de twee verschillende coatings wel kunnen laten samenwerken. “Dat zou dan ook meteen een doorbraak zijn voor alle zonnepanelen ter wereld”, zegt Edelmann. 

Ontwikkeling en toekomst

Voor verdere ontwikkeling van Ice Cube is het belangrijk om de focus te leggen op één onderzoeksproject. Er zijn namelijk grote verschillen in de onderzoekslocaties op Antarctica. Langs de kust staat vaak een harde wind en zijn meer hellingen en scheuren. “Met name zo’n scheur is heel lastig als de rover autonoom rijdt. Hij moet de scheur dan meten en kijken of hij er overheen, of er omheen kan rijden. Dit kost veel tijd”, zegt Edelmann. 

Op het plateau zijn lagere windsnelheden en is het relatief vlak. Maar daar zit je weer ver van onderzoeksstations af, die zouden moeten ingrijpen als er iets mis gaat. “Omdat de omstandigheden zo verschillend zijn, is de volgende stap committeren aan een onderzoeksdoel. Natuurlijk wordt dat besluit niet lichtzinnig genomen. We moeten kijken waar wij het beste gevoel bij hebben en waar de rover het meest geschikt voor is”, zegt Edelmann. 

Hoewel de samenstelling van Team Polar constant verandert, werken de studenten wel naar één doel toe. In 2027 moet de Ice Cube naar Antarctica gaan. Edelmann denkt dat ondanks de veranderingen in het team, dit doel bereikt kan worden. Edelmann zegt: “Testen in Spitsbergen is de volgende stap. Dat moet binnen drie jaar zeker lukken. Antarctica is een ander verhaal, zowel qua omstandigheden als met het verkrijgen van toestemming. Maar het gaat ons zeker lukken.”