En robot i BB-8 stil til at udforske lavahulerne på månen

"Vælg et job, du elsker, og du behøver aldrig at arbejde en dag i dit liv." Citatet, apokryfiskt tilskrevet Confucius, vises i e-mailsignaturen fra Andreas Nuechter, professor i robotteknologi og telematik ved Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) i Tyskland.

Nuechter leder et projekt om at bygge en rullende robot, som han håber vil blive brugt til at udforske et system af skjulte lavahuler på månen. Den sfæriske robot, der ligner lidt BB-8 fra de nye Star Wars-film, hedder DAEDALUS, et akronym, der står for Descent And Exploration in Deep Autonomy of Lunar Underground Structures.

Nuechter elsker sit job. Men at bygge en helt ny slags robot, der vil bruge lasere til semi-autonomt at kortlægge en hidtil uudforsket del af månen, er absolut hårdt arbejde, uanset hvad nogen siger. Men takket være forskere fra JMU, Jacobs University Bremen GmbH, University of Padova og INAF-Astronomical Observatory of Padova, er det måske bare muligt.

Udforskning af månens underjordiske hulesystem

"Den Europæiske Rumorganisation er meget interesseret i at udforske lavarørene på månen," sagde Nuechter til Digital Trends.

For lidt over et årti siden, i 2009, det japanske rumfartøj Kaguya opdagede noget interessant under en overflyvning af månens Marius Hills-region. Det, der oprindeligt lignede et dybt krater, viste sig ved nærmere eftersyn at være et hul. Dette hulrum - som Nuechter vurderer er en grube på mere end 100 fod dyb - menes at være et lavarør, skabt af lava for milliarder af år siden, nu tomt. I bunden af ​​dette hul, så lyder teorien, er et system af tunneler, der danner et hulenetværk under månens overflade. Lignende lavarør, der bærer en diameter på cirka 32 fod, er blevet fundet på Jorden på steder, herunder Lanzarote, Island og Hawaii. "Folk kan helt sikkert stå op og gå der," sagde Nuechter. "Det ligner dybest set en stor hule."

At udforske grottenetværket under Marius Hills ovenlysvindue er, hvad DAEDALUS er designet til at gøre. "Lavarør er særligt interessante, da de rent faktisk i en fjern fremtid kan give mennesker husly mod stråling og alle de grimme virkninger, du har på månen," forklarede Nuechter. "Hvis du planlægger at leve på månen, ville det give mening at bruge de eksisterende geologiske strukturer til at gå under jorden."

I stedet for at bruge en konventionel rover, er planen for DAEDALUS at bruge en 46 centimeter gennemsigtig sfærisk robot, hvor den videnskabelige instrumenter, såsom sensorer og strømforsyning, er indeholdt i en beskyttende kugle lavet af et materiale som f.eks plexiglas. Det ville bevæge sig ved at rulle, med motoriserede komponenter indeni, der er i stand til at flytte massens centrum. Alternativt, eller muligvis yderligere, udforsker forskerne en række "pinde", der kunne stikke ud fra robottens skal for at skubbe den, sådan som en robåd kan bruge årer til at drive den væk fra kyst. Disse kan også bruges som et stativ til at forankre robotten ét sted, når det er nødvendigt.

Ideen er, at robotten sammen med en Wi-Fi-modtager kan sænkes ned i lavarørsgraven ved hjælp af en letvægtskran, der også er ved at blive udviklet som en del af et European Space Agency-projekt. Når den først var i bunden, ville den så bruge kameraer og lidar sensorer at scanne sine omgivelser for at skabe et tredimensionelt kort. "Ulempen ved kameraer er, at du har brug for et eksternt lys," sagde Nuechter. "Enten har du brug for solen, eller også har du brug for en pære. Men lidar er fuldstændig uafhængig af [det krav]."

Styrende DAEDALUS

Nuechter sagde, at han ikke var sikker på, hvor omfattende grottenetværket kunne være. "Vi ved det ikke," sagde han. ”Vi er meget nysgerrige. Alt, hvad jeg kan sige, er, at vi planlægger med disse laserscannere at kunne se op til [650 fod.] Det ville være DAEDALUS's synlighedsområde. Vi planlægger også at kunne flytte for at udforske miljøet.”

Lava rør på Jorden kan være betydelige. En i Island er 100 fod bred, 33 fod høj og strækker sig næsten 4.500 fod, hvor hovedtunnelen alene er den bedste del af 3.000 fod lang. I videnskabsjournalisten David Whitehouses fagbog Rum 2069, skriver han, at månens lavarør kunne tænkes at være "store nok til at huse byer. Sådanne rør kunne give ly til en fremtidig månebase."

DAEDALUS vil være delvist selvstændig i sin drift. På grund af den tid, det tager for et radiosignal at rejse til månen fra Jorden, er begrebet direkte overvågning udelukket. "Hvis du ikke kan udføre direkte overvågning på grund af forsinkelserne, og der er noget i retning af en forsinkelse på mere end 300 millisekunder, så skal du finde på noget andet," sagde Nuechter. At "noget andet" vil være et hybrid kontrolsystem, hvor den menneskelige operatør vil specificere brede kommandoer ("gå til x koordinerer og tag y billeder"), og så kan robotten tage visse autonome handlinger for at finde ud af de mellemliggende trin.

DAEDALUS-projektet er stadig et igangværende arbejde, men endnu ikke givet officielt grønt lys fra European Space Agency. Det er sandsynligt, at det ikke vil blive indsat i endnu et årti. Nuechter sagde dog, at han er overbevist om, at teknologien vil være klar til at gå meget hurtigere end det.

"Vi tror på, at dette er realiserbart med nutidens teknologier, vi behøver ikke vente 10-15 år," bemærkede han. "Jeg har [arbejdet inden for dette felt] i 20 år, hvor jeg primært har forsket i robotteknologi og laserscanning. I de sidste 20 år har robotteknologi og laserscanning udviklet sig meget til det punkt, hvor den type mission, vi foreslår, er blevet mulig."

Redaktørens anbefalinger

• Den seneste vilde idé til udforskning af rummet? Robotter lavet af isstykker
• NASA beder om offentlighedens hjælp til at designe en robot til at grave på månen
• Mød OffWorld, startup'et, der ønsker at mine månen med en sværm af robotter
• Filosofisk russisk-bygget robot er på vej til den internationale rumstation
• NASA vil have din hjælp til at udvikle autonome robotter til at udforske andre verdener