Studenten TU/e bouwen autonoom zonnevoertuig voor klimaatonderzoek Zuidpool

Studenten van de TU Eindhoven gaan een autonoom zonnevoertuig ontwikkelen dat onbemenst klimaatonderzoek kan doen op de Zuidpool. De 'Antarctica-rover' wordt gemaakt door een team van 17 studenten. Komend jaar moet het eerste rijdende prototype klaar zijn.

Het voertuig van Team Polar wordt aangedreven door ingebouwde zonnepanelen en moet volledig autonoom kunnen opereren op de Zuidpool. Het moet zonder inbreng van mensen van punt A naar B kunnen rijden en het moet de extreme weersomstandigheden op de Zuidpool kunnen weerstaan, zonder tussenkomst van een mens.

Het idee achter de zonneauto is dat onderzoek op de Zuidpool duurzamer moet kunnen. Onderzoek verrichten op het continent is momenteel duur, omdat er bemenste onderzoeksstations nodig zijn en per lucht onder meer brandstof moet worden aangevoerd. Het zonnevoertuig wordt ontwikkeld zodat er minder menselijke aanwezigheid nodig is voor onderzoek, en is wat dat betreft te vergelijken met een Marsrover.

De rover zal worden voorzien van zonnepanelen die moeten werken op de Zuidpool, waar de intensiteit van de zon extreem laag is, en van een accu die werkt in lage temperaturen, iets waar reguliere batterijen moeite mee hebben. Daarnaast is het niet makkelijk om waypoint missies uit te voeren waarbij het voertuig van punt A naar B in het 'witte landschap' waar 'referentiepunten ontbreken', legt teammanager Ewout Hulscher uit.

Hoe de rover er uiteindelijk uit komt te zien is afhankelijk van de uitdagingen die op de Zuidpool spelen. Twee leden van het team gaan 28 december naar de Zuidpool om data te verzamelen voor het eerste ontwerp. Het eerste werkende prototype moet in 2022 klaar zijn. Daarbij zal het team opgedeeld zijn in een groep die zich richt op het elektrische domein, een team op het mechanische domein en een op de computer van de rover.

Een computerschets van hoe de rover eruit kan komen te zien. Beeld: Team Polar.

Reacties (72)

[-Jordi-]

Ik ken een aantal leden van dit team persoonlijk dus wellicht nog wat extra context:

Dit project is 2,5 jaar geleden begonnen met 6 studenten als onderdeel van de TU/e Honors Academy. De eerste periode was vooral gefocust op research: wat is er al geprobeerd, wat werkte, wat niet? Langzaam maar zeker verschoof de aandacht naar het maken van een prototype. In deze tijd is het team ook de Honors Academy ontgroeit en onderdeel geworden van de TU/e Innovation Space.

Terug naar het heden. Zoals andere Tweakers al aanhalen: de omstandigheden op Antartica zijn verre van ideaal (zowel het landschap als mogelijkheden om energie op te wekken én te bewaren). Het is waar dat je veel dingen in simulaties of meetkamers kan proberen maar voor een aantal aspecten zul je toch echt naar Antartica zelf moeten. Dat is dan ook de reden dat ze nu de kans hebben gegrepen om ter plaatse metingen te gaan doen toen ze die werd aangeboden.

Mocht je het interessant vinden om hun progressie te volgen, kijk dan vooral even op hun website, Instagram of LinkedIn pagina's. Wanneer je toevallig kennis hebt of iemand weet die ze verder kan helpen, neem dan vooral contact met ze op. Nieuwe inzichten kunnen ze altijd waarderen!

[Ruudjah]

Een voertuig met wielen? Tried that, and it didn't work. Hoewel, dat ding was nog een stukkie lomper. Is voor dit ontwerp überhaupt rupsbanden overwogen?

[brick5492]

Dat lag toch vooral aan de banden dacht ik? Er zijn een aantal dingen misgegaan tijdens dat project maar het basisidee was goed.

[mjtdevries]

Wat er is mis gegaan is dat ze totaal onderschat hebben hoe volledig afwijkend de omstandigheden daar zijn. Het basisidee van de banden was ook goed. Er was heel bewust voor die banden gekozen. Alleen bleek dat basisidee in de praktijk niet te werken.
Welke ervaring heeft TU/E met het bouwen van voertuigen voor arctische omstandigheden?

Ze lijken nu vooral naar de uitdaging van accu's en zonnecellen te kijken, maar dat kon wel eens de simpelste uitdaging blijken te zijn.
Ik zou totaal niet verbaast zijn als die dingen prima werken, maar het project totaal faalt op een punt waar niemand dat had verwacht. Net zoals bij die Antarctic Snow Cruiser.

[multikoe]

Ik denk dat als een paar Tweakers dit mislukte concept van voor de tweede wereldoorlog kunnen vinden, dat ook studenten van de universiteit dat wel kunnen. De kans dat ze dit toch wel redelijk cruciale onderdeel van de externe risicos over het hoofd zien lijkt mij heel erg klein. Onderdeel van de meeste projecten die op een universiteit worden uitgevoerd is een uitgebreide literatuurstudie.
Bovendien: in 1937 hadden ze nog niet bijster veel ervaring op de zuidpool. Amundsen en Scott waren daar praktisch gezien nog maar net weg en de militairen vlogen nog met open cockpit dubbeldekkers.

En zelfs als het project mislukt, dan is het nog een win: SpaceX maakt er een hele show van te leren van mislukkingen, laat dat nou net het doel zijn van een universiteit...

[Reactie gewijzigd door multikoe op 23 juli 2024 00:20]

[PageFault]

Toch 26 jaar nadat Amundsen de Zuidpool bereikt had Scott bijna een maand erna en die is er maar gebleven.

[mjtdevries]

Het interessante is ook dat het concept van de snow cruiser juist kwam van iemand die al zelf ervaring op had gedaan in Antarctica en maar al te goed wist hoe moeilijk de omstandigheden daar zijn.

The original conception of the Snow Cruiser is most often credited to Dr. Thomas C. Poulter. Dr. Poulter served as second in command of Admiral Byrd's Antarctic Expedition II. During this expedition, Admiral Byrd nearly lost his life when he was isolated by the weather at the Advanced Base. It took three attempts for Dr. Poulter to rescue the Admiral due to the difficulty of traveling a mere 123 miles in the inhospitable conditions. This incident is believed to have been the spark that inspired Dr. Poulter to first visualize the Snow Cruiser.

https://web.archive.org/w...snowcruiser/snowhist.html

[PageFault]

Richard E Byrd ging bijna dood door koolstofmonooxide vergiftiging van zijn kachel/kook combi. Hij kwam zelf half verdoofd tot die conclusie en had net op tijd actie ondernomen.

[svenk91]

Namen die toevallig erg geschikt zijn voor de Donald Duck, Byrd en Poulter

Verder grote lof voor deze ontdekkers. Ook de Snow Cruiser was een goede poging. Helaas mislukt maar daar hebben we weer van geleerd, dus alsnog waardevol!

[mjtdevries]

Voor de Donald Duck moeten de voor en achternaam gelijk zijn. Dus die voornamen zullen dan aangepast moeten worden

[PageFault]

Het zijn ook antarctische omstandigheden

Ze basseren zich denk ik op de ontwerpen en keuzes van de Mars rover. Er zijn veel overeenkomsten, maar of het gaat werken, ik betwijfel het. Mijn ervaringen zijn niet zo positief qua techniek daar.

[Reactie gewijzigd door PageFault op 23 juli 2024 00:20]

[mjtdevries]

Touché! het is inderdaad antarctisch

Inderdaad zijn er overeenkomsten. Alle aspecten wat betreft autonoom opereren zullen aardig overeen komen. En de Mars rover moet temperaturen tot -96 kunnen weerstaan.
Maar één blik op een Mars rover en je ziet dat die onmiddellijk vast zou lopen in sneeuw.
En op Mars heb je ook niet het risico dat een spleet onder een laagje sneeuw verborgen zit.

Als de TU/E in het noorden van Zweden zat had ik wat meer vertrouwen dat ze iets kunnen bouwen wat in antarctica honderden kilometers zelfstandig kan afleggen

[PageFault]

Antarctica is op z'n ergst -89,6, dus dat gaat goed komen

Het gesteende op Mars zal wel een hardere ondergrond zijn, dan het poedersneeuw wat je typisch op Antarctica vindt als je niet op rotsen of (blue) ice zit. Spleten is met name risicovol richting de kusten en daar waar je meer spreekt over bergen in het binnenland.

Het staat de TU/e natuurlijk vrij om hun boodschappenautootje in Lapland te testen. Als wij ons nou als vrijwilliger aanmelden om daar aan deel te nemen....

[mjtdevries]

Dat vind ik een uitstekend idee

[robvanwijk]

Welke ervaring heeft TU/E met het bouwen van voertuigen voor arctische omstandigheden?

Afgaande op het artikel

Twee leden van het team gaan 28 december naar de Zuidpool om data te verzamelen voor het eerste ontwerp.

zou ik zeggen "weinig of geen". Dat is overigens geen probleem; dingen doen waarvan je nog niet weet hoe het moet is zo'n beetje het hele idee van een universiteit.
(Als je je zorgen maakt om de haalbaarheid van dat bezoek: ik vermoed dat het artikel wat losjes is geschreven en dat ze niet letterlijk "naar de Zuidpool" gaan, maar meer in het algemeen "naar Antarctica".)

[mjtdevries]

Voor de meeste mensen is zuidpool synoniem voor antarctica. Maar inderdaad zullen ze wel niet naar de pool zelf gaan in het midden van Antarctica.

[ThomCopier]

Als een van de deelnemers aan het project kan ik vertellen dat twee teamgenoten op een boot naar Antarctica gaan waarbij het meeste onderzoek gedaan zal worden vanaf deze boot. Er word enkel aan de kust even aan land gegaan, verder gaan ze niet verder het land op.

[PageFault]

Het kan wel, er zijn ook wel big foot Toyota's daar geweest om flinke afstanden te rijden (in de zomer). En quads kunnen ook goed uit de voeten op banden.

[RMvanDijk]

Wielen an sich hoeft het probleem niet te zijn, asdruk is denk ik een belangrijke factor (grote wielen, laag gewicht, veel wielen enzo).
Vraag me af of ze naar https://opensourcerover.jpl.nasa.gov/#!/explore gekeken hebben

[Hunter!]

wat een tof project met behoorlijke uitdagingen. Kan Tweakers elk half jaar een update geven hoe het gaat met het project? denk dat er genoeg tweakers zijn die hier intresse in hebben.

[SirRosencrantz]

We gaan het zeker met interesse volgen. Sowieso komt er een nieuwsbericht als er een werkend prototype is.

[Aryante]

Twee leden van het team gaan 28 december naar de Zuidpool om data te verzamelen voor het eerste ontwerp.

Wat voor extra data moet er opgehaald worden naast wat ze al hebben aan jaren aan meteo data?

[Durandal]

Meteo data zegt niets over het terrein. Het is niet alsof Antarctica een grote platte ijsplaat is.

[mjtdevries]

En wat gaan die twee studenten daar dan aan data verzamelen over het terrein wat al niet lang gedocumenteerd is in de 100 jaar dat mensen daar al naar toe gaan?

Ook daarbij bedenkende dat ze dit voertuig juist naar plekken willen sturen waar tot nu toe geen mensen geweest zijn, en waar die studenten dus ook 28 dec niet naar toe gaan.

Best leuk voor die studenten natuurlijk en ze realiseren zich waarschijnlijk veel beter hoe bar de omstandigheden daar zijn, die je minder snel krijgt als je het van horen zeggen moet hebben.
Maar als je puur data en ervaring wil verzamelen hoe je zo'n voertuig ontwerpt, dan ben je waarschijnlijk beter af met de onderzoekscentra in europa bezoeken die al tientallen jaren mensen naar Antarctica sturen en hun ervaringen uit die vele jaren uitvragen.
De wetenschappers die op dit moment in Antarctica zitten zijn hoogstwaarschijnlijk niet gespecialiseerd op autonome voertuigen.

[PageFault]

Het terrein verandert ook doorlopend. Maar er is meer dan alleen terrein, denk aan onderzoek naar dieren, flora (alle tientallen soorten mossen), het constant veranderende aardmagnetisch veld (de magnetische pool zit 1000 km uit de kust van Antarctica, dus je kompas kan daar rustig 100 graden miswijzing hebben. Verder is er veel onderzoek naar straling, gat in de ozon laag etc etc. En er worden nog steeds veel ijsboringen gedaan om de geschiedenis van het klimaat daar te achterhalen.

Verder is de aanwezigheid van permanente stations voornamelijk gestoeld op prestige en met wetenschappelijk onderzoek als smoes.

[Reactie gewijzigd door PageFault op 23 juli 2024 00:20]

[MSalters]

Het is juist een voordeel dat de magnetische zuidpool niet op Antartica zélf ligt! Dat is juist wat navigatie versimpelt. Het is simpelweg onmogelijk om een rondje rondom de magnetische zuidpool te rijden. Anders gezegd, als je een hoek van 90 graden aanhoudt, dan rijd je van kust naar kust.

[PageFault]

Niet echt, de veldlijnen lopen alles behalve voorspelbaar in het gebied. Wij hadden 98 graden miswijzing, 100 nm verderop zag dat er al weer heel anders uit. Je kunt op die manier geen constante koers volgen om een weg te volgen, kijk maar op de kaart, dan snap je wat ik bedoel. Met 98 graden miswijzing, kun je bij 98 graden naar het noorden gaan, alleen hoe noordelijker je komt, hoe erger de miswijzing werd.

[robvanwijk]

Wij hadden 98 graden miswijzing, 100 nm verderop zag dat er al weer heel anders uit.

Kun je verduidelijken wat je met "nm" bedoelt? Ik vermoed dat het is bedoeld als "nautical mile", maar het is een beetje verwarrend voor mensen die gewend zijn om gewoon kilometers te gebruiken, zeker op een site waar het ook vaak over nanometers gaat.

[PageFault]

Inderdaad de nautical mile, de standaard voor afstanden op reis op aarde. Km is een lastige afstand, dan zijn statute miles logischer op deze planeet.

[robvanwijk]

Nou maak je me nieuwsgierig. Als je de off-topic vraag niet erg vindt, wat is er lastig aan kilometers wat geen probleem is met mijlen?

[PageFault]

De afstand van boogseconde is precies een nautical mile als je de boog pakt. Pak je een rechte lijn, dan heb je de statute mile. In de scheepvaart en luchtvaart worden voornamelijk nautical miles gebruikt, aangezien dat ook je enige twee opties zijn om op het continent te komen, gaat de rest eigenlijk traditioneel ook altijd zo. De meeste voertuigen daar rijden overigens diesel in de zomer en kerosine daar buiten, omdat diesel bij -32 gaat waxen en kerosine tot -75 nog wel te doen is, daaronder moet je weer andere zaken regelen, maar die moet je niet breed tegen piloten gaan verkondigen of de luchtvaartinspectie...

De land mile is, net zoals elke eenheid van de Engelsen, de meest nutteloze eenheid die er bestaat.

[mjtdevries]

net zoals elke eenheid van de Engelsen

Waarbij je even vergeet dat nautical mile van oorsprong een Engelse eenheid is

[PageFault]

Vooruit, samen met de statute mile is het nog te behappen Maar verder werkt het in geen enkele formule.

[multikoe]

En wat gaan die twee studenten daar dan aan data verzamelen over het terrein wat al niet lang gedocumenteerd is in de 100 jaar dat mensen daar al naar toe gaan?

Daarom:

Ook daarbij bedenkende dat ze dit voertuig juist naar plekken willen sturen waar tot nu toe geen mensen geweest zijn, en waar die studenten dus ook 28 dec niet naar toe gaan.

[mjtdevries]

Volgens mij heb je de stukken van mijn tekst die je quote niet goed gelezen.

[multikoe]

Ik denk het wel.
Eerste paragraaf: het is dom om ergens heen te gaan waar mensen al 100 jaar komen.
Tweede paragraaf: dom dat ze naar plekken gaan waar al 100 jaar geen mensen geweest zijn.
Wat mis ik?

[mjtdevries]

Je mist het volgende:

en waar die studenten dus ook 28 dec niet naar toe gaan.

Je haalt twee dingen door elkaar.
Het concept dat je die autonome auto naar plekken stuurt waar niemand komt is niks mis mee.
Maar die studenten gaan daar niet naar toe. Die gaan gewoon naar een bemand onderzoekstation.

[robvanwijk]

En wat gaan die twee studenten daar dan aan data verzamelen over het terrein wat al niet lang gedocumenteerd is in de 100 jaar dat mensen daar al naar toe gaan?
[..]
De wetenschappers die op dit moment in Antarctica zitten zijn hoogstwaarschijnlijk niet gespecialiseerd op autonome voertuigen.

Daarmee beantwoordt je toch al (ongeveer) je eigen vraag: de dingen die belangrijk zijn voor een autonoom voertuig, maar nog nooit uitgebreid zijn vastgelegd omdat, tot nog toe, niemand dat soort data ooit nodig heeft gehad. Wat dat concreet inhoudt (specifieke voorbeelden van soorten data) kan ik je helaas ook niet vertellen, maar de toon van je reactie ("wat een onzin") lijkt me vrijwel zeker incorrect; je brengt niet even voor de lol een bezoekje aan Antarctica, daar moet wel haast een goed plan achter zitten.

[mjtdevries]

Tuurlijk breng je wel voor de lol een bezoekje aan Antarctica. Daar zijn zelfs toeristische reizen voor te boeken.
Daar kom je normaal gesproken nooit. Doe een poll hier of mensen voor de lol een bezoekje aan Antarctica willen brengen, op kosten van de zaak en ik ben er van overtuigd dat een ruime meerderheid ja zegt.

Maar je hebt de toon van mijn reactie duidelijk niet goed gelezen. Ik geef aan dat Antarctica niet de beste plek is om die antwoorden te krijgen. Want daar zit maar heel beperkte kennis op dat gebied. En waarschijnlijk net niet de kennis die nuttig is voor zo'n autonoom voertuig.
Daar is waarschijnlijk al wel kennis over opgedaan, maar die mensen zijn al lang weer terug gekomen. Die mensen vind je dus in Europa of de VS bij de onderzoeks instituten die hun uitgezonden hebben. Of je vind het in de data van die onderzoeksinstituten. En dan geloof ik best dat het nuttig is om naar die persoon toe te reizen om die informatie te verzamelen. Maar de kans dat die persoon toevallig nog in Antarctica zit is nihil.

[robvanwijk]

Doe een poll hier of mensen voor de lol een bezoekje aan Antarctica willen brengen, op kosten van de zaak en ik ben er van overtuigd dat een ruime meerderheid ja zegt.

Doe een poll bij je baas of je op kosten van de zaak voor de lol een bezoekje aan Antarctica mag brengen en ik vermoed dat het antwoord dan opeens nee is.

Daar is waarschijnlijk al wel kennis over opgedaan, maar die mensen zijn al lang weer terug gekomen. Die mensen vind je dus in Europa of de VS bij de onderzoeks instituten die hun uitgezonden hebben.

Ik ga er voor het gemak even vanuit dat ze dat zelf ook prima weten en daar al geweest zijn, maar een goede reden hebben (lees: vastgesteld hebben dat bepaalde data ontbreekt of niet nauwkeurig genoeg is) om er toch zelf heen te moeten.

[multikoe]

Antarctica is een erg belangrijke component van ons klimaatsysteem en alle data die we daar kunnen vergaren zal ons helpen.
Bovendien, zoals @Durandal al zegt: Antarctica is een continent, geen drijvende ijsplaat. Het heeft bergen, gletsjers en als ik het goed begrepen heb zelfs plekken waar geen ijs of sneeuw ligt.

[RRRobert]

(...) en als ik het goed begrepen heb zelfs plekken waar geen ijs of sneeuw ligt.

Klopt, op het Antarctisch schiereiland en bij de kuststreken schommelt de zomertemperatuur zo rond het vriespunt, wat ter plaatse zorgt voor wat blootliggende vegetatie (een aantal korstmossen, een grassoort een anjersoort (bron))

[Reactie gewijzigd door RRRobert op 23 juli 2024 00:20]

[ThomCopier]

Ik maak deel uit van Team Polar, We gaan naar Antarctica, vooral om te ervaren hoe het daar is. Verder is ons plan om zonnemetingen te doen met verschillende meetinstrumenten om te kijken naar de hoeveelheid energie die te gebruiken is.

[ruftman]

Ik ben benieuwd hoe ze zonnepanelen sneeuw- en ijsvrij houden (voor zover nog nodig).

[Euronitwit]

Moeten ze eens informeren bij de Aussies.
Die gebruiken al zonne-panelen sinds 2019

[OxWax]

En die staan daar autonoom? Of staat er toevallig een bemande basis bij.

[Menesis]

Erg sceptisch over het wiel-ontwerp.
De Amerikanen hadden ook zo’n ding op twee vier wielen, dat werd niets:
https://youtu.be/pW0eZRoQ86g
De Russen hadden rupsbanden en die hebben het veel langer uitgehouden:
https://youtu.be/f6R-h06IsJw

Er waren natuurlijk nog wel wat andere zaken dan alleen de wielen waardoor de Amerikanen het minder goed uithielden, maar toch zie je in sneeuw vaker rupsbanden dan wielen….?

[Reactie gewijzigd door Menesis op 23 juli 2024 00:20]

[ruftman]

Dat Amerikaanse voertuig was misschien wel een goed idee, maar de uitvoering liet te wensen over: loodzwaar, 8 pk vermogen per 1000 KG en banden met een glad profiel. Dan weet je voor vertrek eigenlijk al dat het niks gaat worden.

[mjtdevries]

Uiteindelijk bleek dat het vooral de gewichtsverdeling op de banden was. Achteruit deed de cruiser het veel beter en hebben ze op de langste tocht 148 km afgelegd. Maar uiteraard was de expeditie volledig achterwaarts uitvoeren geen optie.
Dus zo zwart wit als jij het stelt was het niet.

[MSalters]

8 pk is 6 kilowatt. Dat is best wel veel voor zonne-energie; een typisch paneel hier doet zo'n 0.3 kilowatt (piek). En dat is hoogzomer, als de zon bijna loodrecht op het paneel staat. Dat gaat op de polen natuurlijk niet gebeuren, zelfs niet in de zomer. Het is wel lang licht, maar dat is omdat de zon een rondje langs de horizon maakt.

[er0mess]

Als ik er zo naar kijk zie ik ‘m niet ver komen op plekken waar ijs schots en scheef meters boven het opervlak uisteekt.

[glennoo]

Hoe de rover er uiteindelijk uit komt te zien is afhankelijk van de uitdagingen die op de Zuidpool spelen.

eventjes het hele artikel lezen de volgende keer

[mjtdevries]

Ah, dus deze computer schetsen die ze prominent op hun paginas zetten zijn gemaakt zonder na te denken over de uitdagingen die op de Zuidpool spelen?
Ja, dat klinkt heel logisch dat ze dat zouden doen...

[RRRobert]

De grootste uitdaging zit hem niet in het terreinwaardig maken van het autonome vervoer, maar in de extreem lage gemiddelde buitentemperatuur. Bij temperaturen van -30 tot -60°C gedragen metalen, rubbers en kunststoffen zich totaal anders als bij temperaturen boven nul.

[PageFault]

Of in een spleet belandt....

[ErikT738]

Hééééél even las ik "Studenten TU/E bouwen atoombom..."

[YangWenli]

Vuurwerk verbod

[hooibergje]

Dat is veel te makkelijk.
Alleen de ingredienten ritselen is een dingetje...

[ruftman]

Ha, was ik dus niet de enige die dat las.

[armageddon_2k1]

Nog een verschil tussen “bouwen X” en “gaan X bouwen”. Maar, succes gewenst!

[OxWax]

@SirRosencrantz

Het eerste werkende prototype moet in 2022 klaar zijn

Ze hebben dus nog even tijd

[PageFault]

Moet ie wel klaar zijn voor oktober 2022, anders hebben ze tijd tot 2023