Το Cientistas θέλει να στείλει ένα ρομπότ εμπνευσμένο από σφάλματα χαπιών για να ερευνήσει τις μεγαλύτερες σήραγγες στο ηλιακό σύστημα. Το ρομπότ, που ονομάζεται “roly-poly robot”, θα μεταφέρει χιλιάδες μικρά drones σε σχήμα πικραλίδας που θα διασκορπιστούν μέσα στις αρειανές σπηλιές για να χαρτογραφήσουν την έκτασή τους. Η ιδέα προέρχεται από τον Mostafa Hassanalian, Universidade Tecnológica Αναπληρωτή Καθηγητή του Novo México, ο οποίος αναπτύσσει τεχνολογία που βασίζεται στη βιομιμητική, την ιδέα ότι η ρομποτική πρέπει να αντιγράφει λύσεις που η φύση έχει ήδη κατακτήσει.
Οι σωλήνες λάβας στο Marte είναι τεράστιοι. Η Pesquisadores έχει ήδη εντοπίσει συστήματα σήραγγας μήκους άνω των 1.200 χιλιομέτρων, αρκετά για να καλύψει τρεις φορές το ηπειρωτικό Estados Unidos. Το Alguns αυτών των σηράγγων φτάνει σε πλάτος άνω των 250 μέτρων, οκτώ φορές μεγαλύτερο από τα βορειοανατολικά ηφαιστειακά σπήλαια του Califórnia στο Terra. Αλλά όσο μεγαλύτερο είναι το σύστημα σήραγγας, τόσο πιο δύσκολο είναι να εξερευνηθεί με την τρέχουσα τεχνολογία.
Τα όρια των αρειανών ρόβερ
Τα ρόβερ Curiosity και Perseverance έφεραν επανάσταση στην εξερεύνηση του Marte, αλλά έφτασαν στο όριο όταν επρόκειτο να εισέλθουν σε σωλήνες λάβας. Ο Hassanalian εξηγεί ότι τα ρόβερ έχουν το μέγεθος σχολικού λεωφορείου, γεγονός που τους εμποδίζει να εισέλθουν σε πολλά ανοίγματα σπηλαίων. Η ατμόσφαιρα του Άρη παρουσιάζει επίσης ακραίες προκλήσεις. Το Ventos μπορεί να φτάσει έως και 97 χιλιόμετρα την ώρα, σκίζοντας κομμάτια από τα ρόβερ με την πάροδο των ετών.
Οι συμβατικές προσπάθειες εξερεύνησης αντιμετωπίζουν ανυπέρβλητα εμπόδια. Ένα γιγάντιο ρόβερ δεν μπορεί να πλοηγηθεί μέσα σε μια στενή σήραγγα. Τα παραδοσιακά Sensores δεν λειτουργούν σε περιβάλλοντα χωρίς ηλιακό φως. Η διαστημική μηχανική χρειαζόταν μια εντελώς διαφορετική προσέγγιση, αυτή που αντέγραφε το μεγαλύτερο μυστικό της φύσης: ελαφρότητα και αποτελεσματικότητα σε μικροσκοπική κλίμακα.
Το Como λειτουργεί roly-poly ρομπότ
Η ιδέα ξεκινά με την εφαρμογή ενός ρομπότ που βασίζεται στο έντομο του χαπιού, το οποίο κουλουριάζεται σε μπάλα όταν απειλείται. Το Este roly-poly ρομπότ θα είναι εξοπλισμένο με ένα αλεξίπτωτο και θα εκτοξεύεται μέσα από μια τρύπα στην οροφή μιας σπηλιάς. Κατεβαίνοντας στο πάτωμα του σπηλαίου, το ρομπότ θα απελευθέρωσε χιλιάδες μικρά βιομιμητικά drones, τα «drones πικραλίδα» μέσα σε αυτό.
Τα drones Dandelion έχουν σχεδιαστεί για να προωθούνται από τους ισχυρούς ανέμους του Marte. Το Eles θα ταξίδευε για μίλια μέσα στις σήραγγες, χαρτογραφώντας ολόκληρη την έκταση του συστήματος ενώ μεταδίδει δεδομένα μέσω ραδιοσημάτων. Οι μετρήσεις θα περιλαμβάνουν υγρασία, θερμοκρασία και τελικά δημιουργούν έναν πλήρη χάρτη του δικτύου της σήραγγας.
Ο Hassanalian και η ομάδα του συνειδητοποίησαν ότι οι φυσικοί σπόροι πικραλίδας είναι λευκοί επειδή αντανακλούν περισσότερο το ηλιακό φως, παραμένοντας πιο δροσεροί και ελαφρύτεροι. Τα drones θα βαφτούν λευκά για τον ίδιο λόγο για να ταξιδέψουν περαιτέρω. Το Biomimicry λειτουργεί καλύτερα σε μικροσκοπική κλίμακα, όπως ο ίδιος ο Hassanalian αναγνωρίζει: δεν είναι περίεργο που τα αεροπλάνα δεν χτυπούν τα φτερά τους.
Οι τεχνικοί του Desafios δεν έχουν ακόμη λύση
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις είναι να διασφαλιστεί ότι υπάρχει αρκετός άνεμος για να φορτίσει τα drones. Το τεχνητό αντικείμενο Nenhum εισήλθε σε σωλήνα λάβας του Άρη, επομένως οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν ακριβώς ποια θα είναι η ταχύτητα του ανέμου μέσα στις σπηλιές. Οι Pesquisadores πιστεύουν ότι οι τρύπες στις οροφές των σπηλαίων αερίζουν φυσικά τις σήραγγες, δημιουργώντας ισχυρούς ανέμους. Como προφύλαξη, το ρομπότ είναι επίσης εξοπλισμένο με ανεμιστήρα υψηλής ισχύος.
Outro εμπόδιο είναι η έλλειψη ηλιακού φωτός. Τα ηλιακά πάνελ, η πιο κοινή πηγή ενέργειας για τα διαστημόπλοια, δεν λειτουργούν στο απόλυτο σκοτάδι. Το Hassanalian το έλυσε αυτό σχεδιάζοντας τα drones να λειτουργούν με πιεζοηλεκτρισμό, που παράγεται από ένα εύκαμπτο πολυμερές που δημιουργεί ηλεκτρικό φορτίο μέσω μηχανικής παραμόρφωσης.
Τα drones πρέπει επίσης να μεταδίδουν συνεχώς δεδομένα καθώς πετούν. Η μετάδοση ραδιοφώνου λειτουργεί σε Marte, αλλά απαιτεί αρκετή ισχύ σε μια τόσο μικρή συσκευή. Η ομάδα εργάζεται για τη βελτιστοποίηση των συστημάτων επικοινωνίας χωρίς να διακυβεύεται το βάρος των drones.
Corrida παγκόσμια για εξερεύνηση ηφαιστειακών σωλήνων
Ο Hassanalian δεν είναι ο μόνος επιστήμονας που επιδιώκει αυτά τα σύνορα. Μια ομάδα Ευρωπαίων ερευνητών, με επικεφαλής τον Laboratório του Robótica Espacial του Universidade του Málaga, ξεκίνησε μια σειρά δοκιμών το 2023 σε σωλήνες λάβας που βρέθηκαν στο νησί Lanzarote, στο Espanha. Οι δοκιμές Esses στοχεύουν στη χαρτογράφηση συστημάτων σήραγγας στο πλαίσιο προετοιμασίας για μια πιθανή μελλοντική αποστολή στο Marte.
Η NASA έχει επίσης επιδείξει δυνατότητες εναέριας εξερεύνησης. Το ελικόπτερο Ingenuity πραγματοποίησε 72 πτήσεις πάνω από την επιφάνεια του Άρη, αποδεικνύοντας τις δυνατότητες των drones σε εξωγήινα περιβάλλοντα. Το Porém, το Ingenuity σχεδιάστηκε για να πετάει σε εξωτερικούς χώρους και δεν είχε ποτέ την ευκαιρία να εξερευνήσει σωλήνες λάβας πριν από την αποτυχία του το 2024.
Το drone Planos που ανέπτυξε η NASA δείχνει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για το Arsia Mons, ένα ηφαίστειο ασπίδας στην περιοχή Tharsis του Marte. Η περιοχή περιέχει τα μεγαλύτερα ηφαίστεια στο ηλιακό σύστημα, συμπεριλαμβανομένου του Olympus Mons — σχεδόν τρεις φορές ψηλότερο από το Monte Everest. Το Arsia Mons είναι ιδιαίτερα υποσχόμενο επειδή υπάρχουν ορατές τρύπες όπου η ηφαιστειακή οροφή κατέρρευσε, δημιουργώντας παράθυρα σε ένα τεράστιο σύστημα σήραγγας.
Γιατί έχουν σημασία οι σωλήνες λάβας του Άρη
Οι θερμικές μετρήσεις των ηφαιστειακών οπών έδειξαν ότι η θερμοκρασία μέσα στις σήραγγες δεν ποικίλλει τόσο δραστικά όσο στην επιφάνεια. Το Isso δημιουργεί ελπίδες ότι τα ανθρώπινα όντα θα μπορούσαν μια μέρα να ζήσουν μέσα σε αυτές τις σπηλιές. Το Há εικάζει επίσης ότι η φυσική ζωή του Marte μπορεί να επιβίωσε μέσα σε αυτά τα προστατευμένα περιβάλλοντα.
Η περιοχή Tharsis από μόνη της έχει το μέγεθος του πλανήτη νάνου Ceres. Το Quando σχηματίστηκε αυτό το εξόγκωμα, πρόσθεσε τόση μάζα που το Marte πιστεύεται ότι είχε κλίση περίπου 20 μοίρες. Ο ακριβής λόγος συζητείται από τους επιστήμονες, αλλά οι θεωρίες περιλαμβάνουν μια τεράστια σύγκρουση στην αρχή της ιστορίας του Άρη ή ασταθή λοφία μανδύα.
Η NASA εξετάζει επίσης πιθανές σπηλιές στο Lua Titã, το μεγαλύτερο φεγγάρι του Saturno, επιλέγοντας το διαστημόπλοιο «Dragonfly» του Johns Hopkins για να εξερευνήσει την επιφάνειά του. Embora Αν και η επανδρωμένη εξερεύνηση του Marte δεν αναμένεται μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 2030, τα αναγνωριστικά drones θα μπορούσαν να είναι ζωτικής σημασίας για τη μακροπρόθεσμη επιβίωση της ανθρωπότητας στον πλανήτη.
Βήματα έρευνας Próximos
Η ομάδα Hassanalian βρίσκεται επί του παρόντος στη φάση σχεδιασμού και προκαταρκτικών δοκιμών. Οι μηχανικοί εργάζονται για να βελτιώσουν το σύστημα διασποράς των drone της πικραλίδας, να βελτιστοποιήσουν τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και να βελτιώσουν τους αισθητήρες συλλογής δεδομένων. Το Testes σε επίγειους ηφαιστειακούς σωλήνες συνεχίζει να παρέχει πολύτιμα δεδομένα.
Δεν έχει ακόμη καθοριστεί συγκεκριμένο χρονοδιάγραμμα για την έναρξη αυτής της αποστολής. Το Porém, η σύγκλιση ενδιαφέροντος από πολλαπλούς διαστημικούς οργανισμούς NASA, ESA (Agência Espacial Europeia) και ερευνητικά πανεπιστήμια δείχνει ότι η εξερεύνηση σωλήνων λάβας του Άρη θα περάσει από τη θεωρητική ιδέα στην επιχειρησιακή πραγματικότητα σε λιγότερο από μια δεκαετία.
Τα drones Dandelion αντιπροσωπεύουν μια αλλαγή παραδείγματος στην εξερεύνηση του διαστήματος. Αντί να στέλνουν όλο και μεγαλύτερες και πιο σύνθετες μηχανές, οι επιστήμονες κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση: μικρότερες, απλούστερες μηχανές εμπνευσμένες από τη φύση. Η προσέγγιση Essa όχι μόνο επιλύει τα πρακτικά προβλήματα της εξερεύνησης των σωλήνων λάβας, αλλά ανοίγει δυνατότητες για τη διερεύνηση εχθρικών περιβαλλόντων σε όλο το ηλιακό σύστημα.