หุ่นยนต์สไตล์ BB-8 สำหรับสำรวจถ้ำลาวาบนดวงจันทร์

“เลือกงานที่คุณรัก แล้วคุณจะไม่มีวันต้องทำงานเลยในชีวิต” ข้อความอ้างอิงซึ่งมีสาเหตุมาจากขงจื๊อปรากฏอยู่ในลายเซ็นอีเมลของ อันเดรียส นุชเตอร์ศาสตราจารย์ด้านวิทยาการหุ่นยนต์และเทเลเมติกส์ที่ Julius-Maximilians-Universität แห่ง Würzburg (JMU) ในประเทศเยอรมนี

Nuechter เป็นผู้นำโครงการสร้างหุ่นยนต์กลิ้งที่เขาหวังว่าจะใช้ในการสำรวจระบบถ้ำลาวาที่ซ่อนอยู่บนดวงจันทร์ เรียกว่าหุ่นยนต์ทรงกลมซึ่งมีลักษณะคล้ายกับ BB-8 จากภาพยนตร์ Star Wars ภาคใหม่เล็กน้อย เดดาลัสซึ่งเป็นตัวย่อที่ย่อมาจาก Descent And Exploration in Deep Autonomy of Lunar Underground Structures

Nuechter รักงานของเขา แต่การสร้างหุ่นยนต์รูปแบบใหม่ที่ใช้เลเซอร์เพื่อสร้างแผนที่กึ่งอัตโนมัติในส่วนที่ยังไม่ได้สำรวจของดวงจันทร์ถือเป็นงานหนักอย่างแน่นอน ไม่ว่าใครจะพูดอะไรก็ตาม อย่างไรก็ตาม ต้องขอบคุณนักวิจัยจาก JMU, Jacobs University Bremen GmbH, University of Padova และ INAF-Astronomical Observatory of Padova ที่อาจทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้

สำรวจระบบถ้ำใต้ดินของดวงจันทร์

“องค์การอวกาศยุโรปมีความสนใจอย่างมากในการสำรวจท่อลาวาบนดวงจันทร์” Nuechter กล่าวกับ Digital Trends

เมื่อประมาณสิบกว่าปีที่แล้ว ในปี พ.ศ. 2552 ยานอวกาศของญี่ปุ่น คางูยะ พบสิ่งที่น่าสนใจระหว่างสะพานลอยบริเวณ Marius Hills บนดวงจันทร์ สิ่งที่ดูเหมือนปล่องภูเขาไฟลึกในตอนแรกปรากฏเป็นหลุมเมื่อตรวจสอบอย่างใกล้ชิด โพรงนี้ ซึ่ง Nuechter ประเมินว่าเป็นหลุมลึกเกิน 100 ฟุต เชื่อกันว่าเป็นท่อลาวาที่ถูกสร้างขึ้นโดยลาวาเมื่อหลายพันล้านปีก่อน ซึ่งปัจจุบันว่างเปล่าแล้ว ที่ด้านล่างของหลุมนี้ ตามทฤษฎีก็คือระบบอุโมงค์ที่ก่อตัวเป็นโครงข่ายถ้ำใต้พื้นผิวดวงจันทร์ ท่อลาวาที่คล้ายกันซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 32 ฟุตถูกพบบนโลกในสถานที่ต่างๆ เช่น ลันซาโรเต ไอซ์แลนด์ และฮาวาย “ผู้คนสามารถยืนขึ้นและเดินไปที่นั่นได้อย่างแน่นอน” เนิร์ชเตอร์กล่าว “โดยพื้นฐานแล้วมันดูเหมือนถ้ำขนาดใหญ่”

การสำรวจเครือข่ายถ้ำใต้ช่องแสง Marius Hills คือสิ่งที่ DAEDALUS ได้รับการออกแบบมาให้ทำ “ท่อลาวามีความน่าสนใจเป็นพิเศษ เนื่องจากในอนาคตอันไกลนี้ ท่อลาวาสามารถให้ที่พักพิงแก่มนุษย์จากรังสีและผลกระทบเลวร้ายทั้งหมดที่คุณมีบนดวงจันทร์ได้ในอนาคตอันใกล้” เนิร์ชเตอร์อธิบาย “ถ้าคุณวางแผนที่จะมีชีวิตอยู่บนดวงจันทร์ ก็สมเหตุสมผลที่จะใช้โครงสร้างทางธรณีวิทยาที่มีอยู่เพื่อลงไปใต้ดิน”

แทนที่จะใช้ก รถแลนด์โรเวอร์ธรรมดาแผนของ DAEDALUS คือการใช้หุ่นยนต์ทรงกลมโปร่งใสขนาด 46 เซนติเมตร ซึ่งวิทยาศาสตร์ เครื่องมือต่างๆ เช่น เซ็นเซอร์และแหล่งจ่ายไฟ จะถูกบรรจุอยู่ในทรงกลมป้องกันที่ทำจากวัสดุที่คล้ายกัน ลูกแก้ว มันจะเคลื่อนที่โดยการกลิ้ง โดยมีส่วนประกอบที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์อยู่ภายในซึ่งสามารถเปลี่ยนจุดศูนย์กลางมวลได้ นักวิจัยกำลังสำรวจชุด "แท่ง" ที่อาจเป็นไปได้ ยื่นออกมาจากเปลือกหุ่นยนต์เพื่อดัน วิธีที่เรือพายอาจใช้ไม้พายเพื่อขับเคลื่อนออกจากหุ่นยนต์ ฝั่ง นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นขาตั้งเพื่อยึดหุ่นยนต์ไว้ในที่เดียวเมื่อจำเป็น

แนวคิดก็คือหุ่นยนต์สามารถหย่อนลงพร้อมกับตัวรับสัญญาณ Wi-Fi ลงในหลุมท่อลาวาได้โดยใช้เครนน้ำหนักเบาซึ่งได้รับการพัฒนาโดยเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ European Space Agency เมื่อถึงด้านล่างแล้วก็จะใช้กล้องและ เซ็นเซอร์ไลดาร์ เพื่อสแกนสภาพแวดล้อมเพื่อสร้างแผนที่สามมิติ “ข้อเสียของกล้องคือคุณต้องใช้แสงจากภายนอก” Nuechter กล่าว “คุณต้องการแสงอาทิตย์ หรือคุณต้องการหลอดไฟ แต่ลิดาร์นั้นเป็นอิสระจาก [ข้อกำหนดนั้น] โดยสิ้นเชิง”

การควบคุมเดดาลัส

Nuechter กล่าวว่าเขาไม่แน่ใจว่าเครือข่ายถ้ำจะกว้างขวางแค่ไหน “เราไม่รู้” เขากล่าว “เราอยากรู้อยากเห็นมาก ทั้งหมดที่ฉันสามารถพูดได้ก็คือเราวางแผนด้วยเครื่องสแกนเลเซอร์เหล่านี้เพื่อให้สามารถมองได้ไกลถึง [650 ฟุต] นั่นจะเป็นระยะการมองเห็นของ DAEDALUS นอกจากนี้เรายังวางแผนที่จะสามารถย้ายไปสำรวจสภาพแวดล้อมได้อีกด้วย”

ท่อลาวาบนโลกอาจมีขนาดใหญ่ หนึ่งในไอซ์แลนด์มีความกว้าง 100 ฟุต สูง 33 ฟุต และยาวเกือบ 4,500 ฟุต โดยอุโมงค์หลักเพียงแห่งเดียวก็เป็นส่วนที่ดีที่สุดที่มีความยาว 3,000 ฟุต ในหนังสือสารคดีของนักข่าววิทยาศาสตร์ David Whitehouse สเปซ 2069เขาเขียนว่าท่อลาวาบนดวงจันทร์อาจมี "ขนาดใหญ่พอที่จะเป็นที่ตั้งของเมืองต่างๆ ท่อดังกล่าวสามารถเป็นที่พักพิงสำหรับฐานดวงจันทร์ในอนาคตได้”

DAEDALUS จะเป็นอิสระบางส่วนในการดำเนินงาน เนื่องจากสัญญาณวิทยุต้องใช้เวลาในการเดินทางจากโลกไปยังดวงจันทร์ แนวคิดเรื่องการกำกับดูแลโดยตรงจึงไม่เป็นปัญหา “หากคุณไม่สามารถควบคุมดูแลโดยตรงได้เนื่องจากความล่าช้า และมีบางอย่างเช่นความล่าช้านานกว่า 300 มิลลิวินาที คุณจะต้องคิดอย่างอื่น” Nuechter กล่าว “อย่างอื่น” นั้นจะเป็นระบบควบคุมแบบไฮบริดโดยที่ผู้ปฏิบัติงานที่เป็นมนุษย์จะระบุคำสั่งกว้าง ๆ (“ไปที่ x ประสานงานและรับ ย รูปภาพ") จากนั้นหุ่นยนต์สามารถดำเนินการอัตโนมัติบางอย่างเพื่อหาขั้นตอนระหว่างกลางได้

โครงการ DAEDALUS ยังคงอยู่ในระหว่างดำเนินการ แต่องค์การอวกาศยุโรปจะดำเนินการต่อไปอย่างเป็นทางการ มีแนวโน้มว่าจะไม่ถูกใช้งานต่อไปอีกสิบปี อย่างไรก็ตาม Nuechter กล่าวว่าเขามั่นใจว่าเทคโนโลยีจะพร้อมไปเร็วกว่านั้นมาก

“เราเชื่อว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้ด้วยเทคโนโลยีในปัจจุบัน เราไม่ต้องรออะไรประมาณ 10-15 ปี” เขากล่าว “ฉัน [ทำงานในสาขานี้] มาประมาณ 20 ปีแล้ว โดยทำการวิจัยเกี่ยวกับหุ่นยนต์และการสแกนด้วยเลเซอร์เป็นหลัก ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา หุ่นยนต์และการสแกนด้วยเลเซอร์มีความก้าวหน้าอย่างมากจนถึงจุดที่ประเภทของภารกิจที่เรากำลังเสนอนั้นมีความเป็นไปได้”

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• แนวคิดล่าสุดสำหรับการสำรวจอวกาศ? หุ่นยนต์ที่ทำจากก้อนน้ำแข็ง
• NASA ขอความช่วยเหลือจากสาธารณชนในการออกแบบหุ่นยนต์สำหรับขุดบนดวงจันทร์
• พบกับ OffWorld สตาร์ทอัพที่ต้องการขุดดวงจันทร์ด้วยฝูงหุ่นยนต์
• หุ่นยนต์ที่สร้างโดยนักปรัชญาชาวรัสเซียกำลังมุ่งหน้าไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ
• NASA ต้องการความช่วยเหลือจากคุณในการพัฒนาหุ่นยนต์อัตโนมัติเพื่อสำรวจโลกอื่น