En robot i BB-8-stil for å utforske lavagrotter på månen

"Velg en jobb du elsker, og du trenger aldri å jobbe en dag i livet ditt." Sitatet, apokryfiskt tilskrevet Confucius, vises i e-postsignaturen til Andreas Nuechter, professor i robotikk og telematikk ved Julius-Maximilians-Universität i Würzburg (JMU) i Tyskland.

Nuechter leder et prosjekt for å bygge en rullende robot han håper vil bli brukt til å utforske et system av skjulte lavahuler på månen. Den sfæriske roboten, som ligner litt på BB-8 fra de nye Star Wars-filmene, heter DAEDALUS, et akronym som står for Descent And Exploration in Deep Autonomy of Lunar Underground Structures.

Nuechter elsker jobben sin. Men å bygge en helt ny type robot som vil bruke lasere til semi-autonomt å kartlegge en hittil uutforsket del av månen er absolutt hardt arbeid, uansett hva noen sier. Men takket være forskere fra JMU, Jacobs University Bremen GmbH, University of Padova og INAF-Astronomical Observatory of Padova, kan det bare være mulig.

Utforsker månens underjordiske hulesystem

"Den europeiske romfartsorganisasjonen er svært interessert i å utforske lavarørene på månen," sa Nuechter til Digital Trends.

For litt over et tiår siden, i 2009, kom det japanske romfartøyet Kaguya oppdaget noe interessant under en flyover av månens Marius Hills-region. Det som i utgangspunktet så ut som et dypt krater så ut til å være et hull ved nærmere ettersyn. Dette hulrommet - som Nuechter anslår er en grop på over 100 fot dyp - antas å være et lavarør, skapt av lava for milliarder av år siden, nå tomt. På bunnen av dette hullet, slik teorien sier, er et system av tunneler som danner et hulenettverk under månens overflate. Lignende lavarør, med en diameter på omtrent 32 fot, er funnet på jorden på steder inkludert Lanzarote, Island og Hawaii. "Folk kan definitivt stå opp og gå der," sa Nuechter. "Det ser i grunnen ut som en stor hule."

Å utforske grottenettverket under takvinduet i Marius Hills er det DAEDALUS er designet for å gjøre. "Lavarør er spesielt interessante siden de faktisk i en lang fremtid kan gi mennesker ly mot stråling og alle de ekle effektene du har på månen," forklarte Nuechter. "Hvis du planlegger å leve på månen, ville det være fornuftig å bruke de eksisterende geologiske strukturene til å gå under jorden."

I stedet for å bruke en konvensjonell rover, er planen for DAEDALUS å bruke en 46-centimeter, gjennomsiktig sfærisk robot der den vitenskapelige instrumenter, som sensorer og strømforsyning, er inneholdt i en beskyttende kule laget av et materiale som plexiglass. Den ville bevege seg ved å rulle, med motoriserte komponenter inni som er i stand til å forskyve massesenteret. Alternativt, eller muligens i tillegg, utforsker forskerne en serie "pinner" som kan stikke ut fra robotens skall for å skyve den, slik en robåt kan bruke årer for å drive den bort fra kysten. Disse kan også brukes som et stativ for å forankre roboten på ett sted ved behov.

Tanken er at roboten, sammen med en Wi-Fi-mottaker, kan senkes ned i lavarørgropen ved hjelp av en lettvektskran som også utvikles som en del av et European Space Agency-prosjekt. En gang på bunnen ville den da bruke kameraer og lidar sensorer å skanne omgivelsene for å lage et tredimensjonalt kart. "Ulempen med kameraer er at du trenger et eksternt lys," sa Nuechter. «Enten trenger du solen, eller så trenger du en lyspære. Men lidar er helt uavhengig av [det kravet].»

Kontrollerer DAEDALUS

Nuechter sa at han ikke var sikker på hvor omfattende grottenettverket kan være. "Vi vet ikke," sa han. «Vi er veldig nysgjerrige. Alt jeg kan si er at vi planlegger med disse laserskannerne å kunne se opp til [650 fot.] Det ville være siktområdet til DAEDALUS. Vi planlegger også å kunne flytte for å utforske miljøet.»

Lavarør på jorden kan være store. En på Island er 100 fot bred, 33 fot høy og strekker seg nesten 4500 fot, med hovedtunnelen alene som den beste delen av 3000 fot lang. I vitenskapsjournalisten David Whitehouses sakprosabok Space 2069, skriver han at månelavarør kan tenkes å være «store nok til å huse byer. Slike rør kan gi ly for en fremtidig månebase.»

DAEDALUS vil være delvis autonom i sin drift. På grunn av tiden det tar for et radiosignal å reise til månen fra Jorden, er forestillingen om direkte tilsyn utelukket. "Hvis du ikke kan utføre direkte tilsyn på grunn av forsinkelsene, og det er noe som en forsinkelse på mer enn 300 millisekunder, så må du finne på noe annet," sa Nuechter. At "noe annet" vil være et hybrid kontrollsystem der den menneskelige operatøren vil spesifisere brede kommandoer ("gå til x koordinerer og ta y bilder"), og deretter kan roboten ta visse autonome handlinger for å finne ut mellomtrinnene.

DAEDALUS-prosjektet er fortsatt under arbeid, men det er ennå ikke gitt offisielt klarsignal fra European Space Agency. Det er sannsynlig at det ikke vil bli utplassert på et tiår til. Nuechter sa imidlertid at han er sikker på at teknologien vil være klar til å gå mye tidligere enn det.

"Vi tror dette er realiserbart med dagens teknologier, vi trenger ikke å vente i 10-15 år," bemerket han. "Jeg har [jobbet i dette feltet i] noe sånt som 20 år, hovedsakelig forsket på robotikk og laserskanning. I løpet av de siste 20 årene har robotikk og laserskanning utviklet seg mye til det punktet hvor den typen oppdrag vi foreslår har blitt gjennomførbar."

Redaktørenes anbefalinger

• Den siste ville ideen for romutforskning? Roboter laget av isbiter
• NASA ber om publikums hjelp til å designe en robot for graving på månen
• Møt OffWorld, oppstarten som ønsker å gruve månen med en sverm av roboter
• Filisofisk russisk-bygd robot er på vei til den internasjonale romstasjonen
• NASA vil ha din hjelp til å utvikle autonome roboter for å utforske andre verdener