Nowe łaziki NASA będą flotą robotów mobilnych, które współpracują ze sobą

Autonomous Pop-Up Flat Folding Explorer Robot (A-PUFFER) był kampanią NASA mającą na celu pomoc w opracowaniu robotów do badania regionów księżyca. Jego technologia jest obecnie wykorzystywana w kolejnym projekcie o nazwie CADRE. NASA/JPL

NASA bada koncepcję nowej floty mini-łazików, które mogą współpracować, aby rozwiązywać problemy i podejmować decyzje jako jednostka. Jeśli jeden się nie powiedzie lub gdzieś utknie, inni mogą bez tego żyć.

W ramach projektu Cooperative Autonomous Distributed Robotic Exploration (CADRE) inżynierowie NASA projektują kompaktowe, mobilne roboty wielkości pudełka na buty (dla porównania: Wytrwałość jest wielkości małego SUV-a) do samodzielnego eksplorowania Księżyca i innych planet. Te łaziki będą działać jako grupa, aby zbierać dane w trudno dostępnych miejscach, takich jak kratery i jaskinie.

W misji demonstracyjnej, której spodziewamy się w ciągu najbliższych kilku lat, mini-łaziki CADRE zbadają ogromne rury lawy na Księżycu – obszary, w których górna warstwa gleby zestaliła się, ale lawa nadal płynie pod nią. CADRE wyruszy w podróż lądownikiem, zanim zostanie wyrzucony na powierzchnię księżyca.

Pomysł polega na tym, że [jeśli] mamy dwa lub trzy łaziki, które moglibyśmy wysłać, jeden z nich mógłby potencjalnie zejść do rury lawy, mówi Alexa Schepelmanna, inżynier robotyki i modelowania obliczeniowego w NASA Glenn Research Center. I w zasadzie wiedzielibyśmy, że ten łazik będzie miał trudności z powrotem.

Chociaż łazik nie powinien wracać na powierzchnię, mówi Schepelmann, nadal może przekazywać informacje innym członkom swojej grupy. Dopóki łaziki mogły się ze sobą komunikować, misja mogła być kontynuowana.

Powiązana historia

To pierwsze zdjęcie wykonane przez łazik Perseverance Mars NASA. Teraz zaczyna się polowanie na życie.

Po przetrwaniu zejścia łazik odesłał to zdjęcie z powierzchni Marsa.

Na pokładzie każdy łazik będzie wyposażony w mały komputer, bezprzewodowe radio i kamerę stereo do przechwytywania obrazów 3D. Chociaż żaden z nich sam nie będzie w stanie zebrać tylu danych, co większy jeden, rozmieszczenie kilku naraz może zmniejszyć ryzyko katastrofalnej porażki misji.

CADRE został opracowany w NASA Jet Propulsion Laboratory w Kalifornii i przetestowany przez naukowców z Laboratorium symulowanych operacji księżycowych (SLOPE) w NASA Glenn Research Center w Cleveland. SLOPE to to samo laboratorium, w którym testowano VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover), mobilny robot, który wystartuje w listopadzie 2023 roku i będzie szukał zamarzniętej wody na Księżycu.

Jednym z celów projektu jest zapobieżenie powtórzeniu się tego, co stało się z łazikiem marsjańskim Spirit NASA w 2009 roku – koszmarem dla entuzjastów eksploracji kosmosu.

Jeden z dwóch bliźniaczych łazików wysłanych na przeciwne strony Marsa w 2004 roku, Spirit dostarczył jedne z najbardziej szczegółowych obrazów Czerwonej Planety, jakie ludzkość kiedykolwiek widziała. Ale pięć lat po rozpoczęciu misji koła Spirit utknęły w miękkim marsjańskim piasku. Inżynierowie NASA pracowali przez osiem miesięcy, aby go przenieść, ale po wielu nieudanych próbach Spirit został ostatecznie zdegradowany do służby jako stacjonarna platforma naukowa.

Aby nowe łaziki nie utknęły, SLOPE symuluje unikalne tereny, po których muszą się poruszać, od sypkiej gleby księżyca po skalistą powierzchnię Marsa. Naukowcy wykorzystują technologię przechwytywania ruchu z użyciem pary kamer stereoskopowych, aby stworzyć tysiące zdjęć 3D wykorzystywanych do pomiaru prędkości każdego łazika i ruchu jego opon, pomagając im przewidzieć, jak gleba może zareagować.

Ten system pozwala nam naprawdę scharakteryzować osiągi trakcji, mówi Schepelmann. Jesteśmy w stanie zasadniczo zmierzyć, jak porusza się każda część robota.

Wolfgang Fink , profesor nadzwyczajny inżynierii elektrycznej i komputerowej na Uniwersytecie w Arizonie, który bada autonomiczne systemy eksploracji, mówi, że chociaż łaziki takie jak Curiosity i Perseverance miały ograniczoną autonomię, przejście do pełnej autonomii dzięki projektom takim jak CADRE pozwoli ludzkości zbadać obszary, których być może nigdy nie w przeciwnym razie zasięg.

Przeciętnie komunikacja między Ziemią a Księżycem zajmuje tylko kilka sekund, ale czas ten wydłuża się do minut, jeśli wiadomość ma dotrzeć z Marsa. Tak daleko, jak Tytan, największy księżyc Saturna, komunikacja między kontrolą misji a dowolnym lądownikiem lub łazikiem zajęłaby godziny, co oznacza, że ​​każdy nieprzewidziany problem może zagrozić całej misji. Im dalej od domu chcemy eksplorować, tym większa autonomia będzie miała znaczenie.

ukryć