Afgelopen nacht vond een historische handdruk plaats in de ruimte: astronaut Terry Virts schudde vanaf het ISS de hand van telerobotica-expert André Schiele, die zich in het ESA-lab in Noordwijk bevond. Schiele voelde de handdruk van Virts met behulp van een joystick die in staat is om zogenoemde haptische feedback te leveren.

Het klinkt als een simpele taak, maar dat is het niet; om de joysticks over zulke afstanden met elkaar te laten praten was veel gereken en gesleutel nodig. Aangezien het ISS met bijna 30.000 kilometer per uur door de ruimte suist is het krijgen van een constant signaal niet makkelijk. Door het via een geostationaire satelliet, die constant naar hetzelfde punt op aarde wijst, te sturen kon het signaal goed doorgegeven worden.

Omdat die satelliet echter op 33.000 kilometer hoogte hangt, is er wat vertraging tussen het moment dat het signaal vanaf het ISS vertrekt en het aankomt op aarde. Daarna moet het ook weer van de aarde naar het ISS, om de astronaut te laten weten dat de handdruk gevoeld werd en hem de handdruk te laten voelen. In totaal zit er zo'n 0,8 seconden vertraging in.

Top: Beeld vanuit het ISS van de handdruk. Boven: Schiele in Noordwijk bij de andere joystick

'Dat lijkt weinig, maar voor ingenieurs is bij dit soort systemen zelfs een vertraging van 0,002 seconden onverteerbaar. Als je iets direct bestuurt of met elkaar in fysiek contact bent, voelt elke vertraging onnatuurlijk', vertelt André Schiele. Hij ontwierp, samen met zijn team van ESA en de TUDelft, de afgelopen drie jaar de software en theorie om de 'ruimtehanddruk' werkelijkheid te maken. 'Maar vertraging is in dit geval onvermijdelijk; minder dan 0,8 seconden lukt eigenlijk niet.' De afgelopen maanden is de vertraging al spectaculair gedaald, van 4 seconden naar minder dan 1. 'Nu zitten we in de grens waarbij het menselijk brein de vertraging kan compenseren. Het voelt nog onnatuurlijk, maar er valt in ieder geval mee te werken.'

Marsmissie

De handdruk is, als het aan Schiele ligt, het begin van een nieuwe richting voor de ruimtevaart. Met deze technologie wordt het mogelijk om op een afstand maar in 'real time' robots te besturen op het oppervlak van een vreemde planeet. 'Zo kan je bijvoorbeeld astronauten in een baan rond Mars brengen en een robot op het oppervlak neerzetten. Met de directe besturing heb je alle voordelen van een mens, zonder de uitdagingen die een reis naar Mars onmogelijk maken, zoals een fatsoenlijke terugkeer. De huidige robots, zoals Curiosity, worden vanaf aarde bestuurd, zonder feedback. De vertraging in besturing is 12 minuten, onwerkbaar lang voor een écht onderzoek. 'Met directe besturing en een 'tastzin' voor de robot vind je snel veel meer dan de huidige Marsrovers', aldus Schiele.  

Hoewel het minder romantisch is dan het mythische doel om 'mensen op mars' te zetten, denkt Schiele dat zijn plan nu al mogelijk zou zijn. 'Met de handdruk proberen we anderen te inspireren om ook dit pad te onderzoeken. Hoe meer mensen ernaar kijken, hoe sneller het kan gebeuren.'

Image credits: European Space Agency (ESA)