Un robot stile BB-8 per esplorare le grotte di lava sulla Luna

“Scegli un lavoro che ami e non dovrai lavorare nemmeno un giorno in vita tua.” La citazione, attribuita apocrifamente a Confucio, compare nella firma dell'e-mail di Andreas Nuechter, professore di robotica e telematica alla Julius-Maximilians-Universität di Würzburg (JMU) in Germania.

Nuechter sta conducendo un progetto per costruire un robot rotolante che spera venga utilizzato per esplorare un sistema di grotte di lava nascoste sulla luna. Si chiama il robot sferico, che assomiglia un po' al BB-8 dei nuovi film di Star Wars DEDALO, acronimo che sta per Descent And Exploration in Deep Autonomy of Lunar Underground Structures.

Nuechter ama il suo lavoro. Ma costruire un tipo completamente nuovo di robot che utilizzerà i laser per mappare in modo semi-autonomo una parte finora inesplorata della Luna è sicuramente un lavoro duro, qualunque cosa si dica. Tuttavia, grazie ai ricercatori della JMU, della Jacobs University Bremen GmbH, dell’Università di Padova e dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, potrebbe essere possibile.

Esplorare il sistema di grotte sotterranee della Luna

"L'Agenzia spaziale europea è molto interessata all'esplorazione dei tubi di lava sulla luna", ha detto Nuechter a Digital Trends.

Poco più di un decennio fa, nel 2009, la navicella spaziale giapponese Kaguya ho notato qualcosa di interessante durante un sorvolo della regione lunare di Marius Hills. Quello che inizialmente sembrava un profondo cratere si è rivelato, a un esame più attento, un buco. Si ritiene che questa cavità – che Nuechter stima sia una fossa profonda oltre 100 piedi – sia un tubo di lava, creato dalla lava miliardi di anni fa, ora vuoto. Sul fondo di questo buco, secondo la teoria, c'è un sistema di tunnel che formano una rete di grotte sotto la superficie lunare. Tubi di lava simili, con un diametro di circa 32 piedi, sono stati trovati sulla Terra in luoghi tra cui Lanzarote, Islanda e Hawaii. "Le persone possono sicuramente alzarsi e camminare lì", ha detto Nuechter. "Sembra fondamentalmente una grande grotta."

Esplorare la rete di grotte sotto il lucernario di Marius Hills è ciò per cui DAEDALUS è progettato. "I tubi di lava sono particolarmente interessanti poiché potrebbero effettivamente fornire, in un lontano futuro, riparo agli esseri umani dalle radiazioni e da tutti gli effetti negativi che hanno sulla Luna", ha spiegato Nuechter. “Se pensi di vivere sulla Luna, avrebbe senso utilizzare le strutture geologiche esistenti per andare sottoterra”.

Piuttosto che usare a rover convenzionale, il progetto di DAEDALUS è quello di utilizzare un robot sferico trasparente di 46 centimetri in cui gli strumenti, come i sensori e l'alimentatore, sono contenuti in una sfera protettiva realizzata in materiale simile plexiglas. Si muoverebbe rotolando, con al suo interno componenti motorizzati in grado di spostare il baricentro. In alternativa, o forse in aggiunta, i ricercatori stanno esplorando una serie di “bastoncini” che potrebbero farlo sporgere dal guscio del robot per spingerlo, nello stesso modo in cui una barca a remi potrebbe usare i remi per spingerlo lontano dal costa. Questi potrebbero anche essere usati come un treppiede per ancorare il robot in un posto quando necessario.

L’idea è che il robot possa essere calato, insieme a un ricevitore Wi-Fi, nel pozzo del tubo di lava tramite una gru leggera anch’essa in fase di sviluppo come parte di un progetto dell’Agenzia spaziale europea. Una volta in fondo, utilizzerebbe quindi telecamere e sensori lidar scansionare l'ambiente circostante per creare una mappa tridimensionale. "Lo svantaggio delle telecamere è che è necessaria una luce esterna", ha detto Nuechter. “O hai bisogno del sole, o hai bisogno di una lampadina. Ma il lidar è completamente indipendente da [tale requisito].”

Controllo di DAEDALUS

Nuechter ha detto di non essere sicuro di quanto estesa possa essere la rete di grotte. “Non lo sappiamo”, ha detto. “Siamo molto curiosi. Tutto quello che posso dire è che pianifichiamo con questi scanner laser di essere in grado di guardare fino a [650 piedi.] Questo sarebbe il raggio di visibilità del DAEDALUS. Prevediamo anche di poterci muovere per esplorare l’ambiente”.

I tubi di lava sulla Terra possono essere considerevoli. Uno in Islanda è largo 100 piedi, alto 33 piedi e si estende per quasi 4.500 piedi, con il solo tunnel principale che è lungo la parte migliore di 3.000 piedi. Nel libro di saggistica del giornalista scientifico David Whitehouse Spazio 2069, scrive che i tubi di lava lunari potrebbero plausibilmente essere “abbastanza grandi da ospitare città. Tali tubi potrebbero fornire riparo per una futura base lunare”.

DAEDALUS sarà parzialmente autonomo nel suo funzionamento. A causa del tempo impiegato da un segnale radio per raggiungere la Luna dalla Terra, il concetto di supervisione diretta è fuori discussione. "Se non è possibile effettuare una supervisione diretta a causa dei ritardi, e si verifica qualcosa come un ritardo superiore a 300 millisecondi, allora è necessario inventare qualcos'altro", ha detto Nuechter. Quel “qualcos’altro” sarà un sistema di controllo ibrido in cui l’operatore umano specificherà comandi generali (“vai a X coordinate e prendere sì immagini"), quindi il robot può eseguire determinate azioni autonome per individuare i passaggi intermedi.

Il progetto DAEDALUS è ancora un work in progress, ancora in attesa del via libera ufficiale da parte dell'Agenzia Spaziale Europea. È probabile che non verrà implementato per un altro decennio. Tuttavia, Nuechter ha affermato di essere fiducioso che la tecnologia sarà pronta molto prima.

“Crediamo che ciò sia realizzabile con le tecnologie odierne, non dobbiamo aspettare qualcosa come 10-15 anni”, ha osservato. “Lavoro in questo campo da circa 20 anni, svolgendo principalmente ricerche nel campo della robotica e della scansione laser. Negli ultimi 20 anni, la robotica e la scansione laser hanno fatto molti progressi al punto che il tipo di missione che proponiamo è diventato fattibile”.

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