Robot w stylu BB-8 do eksploracji jaskiń lawowych na Księżycu

„Wybierz pracę, którą kochasz, a nie będziesz musiał przepracować ani jednego dnia w swoim życiu”. Cytat, apokryficznie przypisywany Konfucjuszowi, widnieje w podpisie e-maila Andreasa Nuechtera, profesor robotyki i telematyki na Julius-Maximilians-Universität w Würzburgu (JMU) w Niemczech.

Nuechter prowadzi projekt mający na celu zbudowanie toczącego się robota, który, jak ma nadzieję, zostanie wykorzystany do zbadania systemu ukrytych jaskiń lawowych na Księżycu. Nazywa się kulisty robot, który wyglądem przypomina trochę BB-8 z nowych Gwiezdnych Wojen DEDALU, akronim oznaczający Descent And Exploration in Deep Autonomy of Lunar Underground Structures.

Nuechter kocha swoją pracę. Jednak zbudowanie zupełnie nowego rodzaju robota, który będzie korzystał z laserów do półautonomicznego mapowania dotychczas niezbadanej części Księżyca, to zdecydowanie ciężka praca, cokolwiek by ktoś powiedział. Jednak dzięki naukowcom z JMU, Jacobs University Bremen GmbH, Uniwersytetu w Padwie i INAF-Astronomical Observatory of Padova może to być po prostu możliwe.

Eksploracja podziemnego systemu jaskiń na Księżycu

„Europejska Agencja Kosmiczna jest bardzo zainteresowana badaniem rur lawowych na Księżycu” – Nuechter powiedział Digital Trends.

Nieco ponad dekadę temu, w 2009 roku, japoński statek kosmiczny Kaguya zauważył coś interesującego podczas przelotu nad księżycowym regionem Marius Hills. To, co początkowo wyglądało jak głęboki krater, po bliższym przyjrzeniu się okazało się dziurą. Uważa się, że ta jama – która według Nuechtera jest jamą głęboką na ponad 30 metrów – jest rurą lawową utworzoną przez lawę miliardy lat temu, a obecnie jest pusta. Teoria głosi, że na dnie tej dziury znajduje się system tuneli tworzących sieć jaskiń pod powierzchnią Księżyca. Podobne rurki lawowe o średnicy około 32 stóp znaleziono na Ziemi w takich miejscach, jak Lanzarote, Islandia i Hawaje. „Ludzie z pewnością mogą wstać i przejść się tam” – powiedział Nuechter. „Wygląda zasadniczo jak duża jaskinia”.

Eksploracja sieci jaskiń pod świetlikiem Marius Hills jest tym, do czego zaprojektowano DAEDALUS. „Rury lawowe są szczególnie interesujące, ponieważ w dalekiej przyszłości mogą zapewnić ludziom schronienie przed promieniowaniem i wszystkimi nieprzyjemnymi skutkami, jakie można wywołać na Księżycu” – wyjaśnił Nuechter. „Jeśli planujesz mieszkać na Księżycu, sensowne byłoby wykorzystanie istniejących struktur geologicznych do zejścia pod ziemię”.

Zamiast używać A konwencjonalny łazikplan dla DAEDALUS zakłada wykorzystanie 46-centymetrowego, przezroczystego robota sferycznego, w którym instrumenty, takie jak czujniki i zasilacz, są umieszczone w ochronnej kuli wykonanej z takiego materiału pleksiglas. Poruszałby się poprzez toczenie, a wewnątrz znajdowałyby się zmotoryzowane elementy, które byłyby w stanie przesunąć środek masy. Alternatywnie, a może dodatkowo, badacze badają szereg „kijów”, które mogłyby to zrobić wystają ze skorupy robota, aby go popchnąć, tak jak łódź wiosłowa może używać wioseł do wypchnięcia go z dala od brzeg. W razie potrzeby można ich również używać jako statywu do zakotwiczenia robota w jednym miejscu.

Pomysł jest taki, że robota można by opuścić wraz z odbiornikiem Wi-Fi do jamy z lawą za pomocą lekkiego dźwigu, który również jest opracowywany w ramach projektu Europejskiej Agencji Kosmicznej. Będąc już na dole, korzystał z kamer i czujniki lidarowe skanować otoczenie w celu stworzenia trójwymiarowej mapy. „Wadą kamer jest to, że potrzebne jest zewnętrzne światło” – powiedział Nuechter. „Albo potrzebujesz słońca, albo potrzebujesz żarówki. Ale lidar jest całkowicie niezależny od [tego wymogu]”.

Kontrolowanie DEDALA

Nuechter powiedział, że nie jest pewien, jak rozległa może być sieć jaskiń. „Nie wiemy” – powiedział. „Jesteśmy bardzo ciekawi. Wszystko, co mogę powiedzieć, to to, że planujemy za pomocą tych skanerów laserowych móc patrzeć aż do [650 stóp]. Taki byłby zasięg widoczności DEDALUSA. Planujemy także możliwość przemieszczania się w celu eksploracji otoczenia”.

Rury lawowe na Ziemi mogą być spore. Jeden na Islandii ma 30 stóp szerokości, 33 stóp wysokości i rozciąga się na prawie 4500 stóp, przy czym sam główny tunel ma w przeważającej części 3000 stóp długości. W książce non-fiction dziennikarza naukowego Davida Whitehouse’a Kosmos 2069pisze, że księżycowe rury lawowe mogłyby być „wystarczająco duże, aby pomieścić miasta. Takie rury mogłyby zapewnić schronienie przyszłej bazie księżycowej.”

DAEDALUS będzie częściowo autonomiczny w swoim działaniu. Ze względu na czas, jaki sygnał radiowy dociera z Ziemi na Księżyc, koncepcja bezpośredniego nadzoru nie wchodzi w grę. „Jeśli nie możesz sprawować bezpośredniego nadzoru ze względu na opóźnienia, a opóźnienie przekracza 300 milisekund, musisz wymyślić coś innego” – powiedział Nuechter. Tym „czymś innym” będzie hybrydowy system sterowania, w którym operator będzie wydawał szerokie polecenia („przejdź do X współrzędne i weź y zdjęcia”), a następnie robot może podjąć pewne autonomiczne działania, aby ustalić etapy pośrednie.

Prace nad projektem DAEDALUS wciąż trwają, ale Europejska Agencja Kosmiczna nie uzyskała jeszcze oficjalnej zgody. Prawdopodobnie nie zostanie wdrożony przez kolejną dekadę. Nuechter wyraził jednak pewność, że technologia będzie gotowa do wdrożenia znacznie wcześniej.

„Wierzymy, że jest to wykonalne przy zastosowaniu dzisiejszych technologii. Nie musimy czekać około 10–15 lat” – zauważył. „Pracuję w tej dziedzinie od około 20 lat, zajmując się badaniami głównie w zakresie robotyki i skanowania laserowego. W ciągu ostatnich 20 lat robotyka i skanowanie laserowe poczyniły znaczne postępy do tego stopnia, że ​​typ misji, którą proponujemy, stał się wykonalny”.

Zalecenia redaktorów

• Najnowszy szalony pomysł na eksplorację kosmosu? Roboty wykonane z kawałków lodu
• NASA prosi społeczeństwo o pomoc w zaprojektowaniu robota do kopania Księżyca
• Poznaj OffWorld, startup, który chce wydobywać Księżyc za pomocą roju robotów
• Filozoficzny robot rosyjskiej konstrukcji zmierza na Międzynarodową Stację Kosmiczną
• NASA potrzebuje Twojej pomocy w opracowywaniu autonomicznych robotów do eksploracji innych światów