Cientistas vil sende en robot inspireret af pillefejl for at undersøge de største tunneler i solsystemet. Robotten, kaldet en “roly-poly-robot”, vil bære tusindvis af små mælkebøtteformede droner, der vil blive spredt inde i Mars-hulerne for at kortlægge deres udstrækning. Ideen kommer fra Mostafa Hassanalian, Universidade Tecnológica lektor i Novo México, som udvikler teknologi baseret på biomimetik, konceptet om, at robotteknologi skal kopiere løsninger, som naturen allerede har mestret.
Lavarørene i Marte er gigantiske. Pesquisadores har allerede identificeret tunnelsystemer over 1.200 kilometer lange, nok til at dække tre gange den kontinentale Estados Unidos. Alguns af disse tunneler når mere end 250 meter brede otte gange større end de nordøstlige vulkanske huler i Califórnia i Terra. Men jo større tunnelsystemet er, jo sværere er det at udforske med den nuværende teknologi.
Grænserne for Mars rovere
Curiosity og Perseverance rovere revolutionerede udforskningen af Marte, men de nåede grænsen, når det kom til at komme ind i lavarør. Hassanalian forklarer, at roverne er på størrelse med en skolebus, hvilket forhindrer dem i at komme ind i mange huleåbninger. Mars-atmosfæren giver også ekstreme udfordringer. Ventos kan nå op til 97 kilometer i timen og rive stykker af roverne gennem årene.
Konventionelle udforskningsforsøg står over for uoverstigelige forhindringer. En kæmpe rover kan ikke navigere inde i en stram tunnel. Traditionel Sensores fungerer ikke i miljøer uden sollys. Rumteknik havde brug for en helt anden tilgang, en der kopierede naturens største hemmelighed: lethed og effektivitet i mikroskopisk skala.
Como fungerer Roly-poly robot
Konceptet begynder med implementeringen af en robot baseret på pillefejlen, som krøller sig sammen til en bold, når den bliver truet. Este roly-poly robot ville blive udstyret med en faldskærm og lanceret gennem et hul i loftet i en hule. Ved nedstigning til hulegulvet ville robotten frigive tusindvis af små biomimetiske droner, “mælkebøttedronerne” inde i den.
Mælkebøttedroner er designet til at blive drevet frem af Martes stærke vinde. Eles ville rejse miles inde i tunnelerne og kortlægge hele systemets udstrækning, mens den transmitterede data via radiosignaler. Aflæsningerne vil omfatte fugt, temperatur og i sidste ende skabe et komplet kort over tunnelnettet.
Hassanalian og hans team indså, at naturlige mælkebøttefrø er hvide, fordi de reflekterer mere sollys, forbliver køligere og lettere. Droner vil blive malet hvide af samme grund for at rejse længere. Biomimik fungerer bedst i mikroskopisk skala, som Hassanalian selv erkender: Det er ikke underligt, at fly ikke slår med vingerne.
Desafios teknikere stadig ingen løsning
En af de største udfordringer er at sikre, at der er nok vind til at lade dronerne op. Nenhum menneskeskabte objekt kom ind i et Mars lavarør, så forskerne ved ikke præcist, hvad vindhastigheden vil være inde i hulerne. Pesquisadores mener, at hullerne i hulelofterne naturligt ventilerer tunnelerne, hvilket genererer kraftig vind. Como forholdsregel, robotten er også udstyret med en højeffekt blæser.
Outro hindring er manglen på sollys. Solpaneler, den mest almindelige strømkilde til rumfartøjer, fungerer ikke i fuldstændig mørke. Hassanalian løste dette ved at designe dronerne til at køre på piezoelektricitet, genereret af en fleksibel polymer, der skaber elektrisk ladning gennem mekanisk deformation.
Droner skal også løbende overføre data, mens de flyver. Radiotransmission virker på Marte, men kræver nok strøm i sådan en lille enhed. Holdet arbejder på at optimere kommunikationssystemer uden at gå på kompromis med dronernes vægt.
Corrida global til udforskning af vulkanrør
Hassanalian er ikke den eneste videnskabsmand, der forfølger denne grænse. En gruppe europæiske forskere, ledet af Laboratório of Robótica Espacial of Universidade of Málaga, begyndte en række tests i 2023 på lavarør fundet på øen Lanzarote, i Espanha. Esses-test har til formål at kortlægge tunnelsystemer som forberedelse til en mulig fremtidig mission til Marte.
NASA har også demonstreret luftudforskningskapaciteter. Ingenuity-helikopteren udførte 72 flyvninger over Mars-overfladen, hvilket beviser potentialet for droner i udenjordiske miljøer. Porém, Ingenuity blev designet til at flyve udendørs og havde aldrig mulighed for at udforske lavarør, før det fejlede i 2024.
NASA-udviklet drone Planos indikerer særlig interesse for Arsia Mons, en skjoldvulkan i Tharsis-regionen af Marte. Regionen indeholder de største vulkaner i solsystemet, inklusive Olympus Mons – næsten tre gange højere end Monte Everest. Arsia Mons er især lovende, fordi der er synlige huller, hvor det vulkanske loft kollapsede og skabte vinduer til et stort tunnelsystem.
Hvorfor Mars lavarør betyder noget
Termiske aflæsninger af de vulkanske huller antydede, at temperaturen inde i tunnelerne ikke varierer så drastisk, som den gør på overfladen. Isso vækker håb om, at mennesker en dag kunne leve inde i disse huler. Há spekulerer også i, at liv hjemmehørende i Marte kan have overlevet i disse beskyttede miljøer.
Alene Tharsis-regionen er på størrelse med dværgplaneten Ceres. Quando denne pukkel dannede, tilføjede så meget masse, at Marte menes at have hældt cirka 20 grader. Den nøjagtige årsag diskuteres af videnskabsmænd, men teorier inkluderer en massiv kollision tidligt i Mars historie eller ustabile kappefaner.
NASA ser også på mulige huler på Lua Titã, Saturnos største måne, ved at vælge Johns Hopkinss “Dragonfly”-rumfartøj til at udforske dens overflade. Embora Selvom bemandet udforskning af Marte ikke forventes før i begyndelsen af 2030’erne, kan rekognosceringsdroner være afgørende for menneskehedens langsigtede overlevelse på planeten.
Próximos forskningstrin
Hassanalian-teamet er i øjeblikket i design- og indledende testfase. Ingeniører arbejder på at forfine mælkebøttedronernes spredningssystem, optimere batterilevetiden og forbedre dataindsamlingssensorer. Testes i terrestriske vulkanrør fortsætter med at levere værdifulde data.
En konkret tidslinje for lanceringen af denne mission er endnu ikke fastlagt. Porém, konvergensen af interesse fra flere rumorganisationer NASA, ESA (Agência Espacial Europeia) og forskningsuniversiteter indikerer, at udforskning af Mars lavarør vil bevæge sig fra teoretisk koncept til operationel virkelighed på mindre end et årti.
Mælkebøttedroner repræsenterer et paradigmeskifte inden for udforskning af rummet. I stedet for at sende stadig større og mere komplekse maskiner, bevæger forskerne sig i den modsatte retning: mindre, enklere maskiner inspireret af naturen. Essa-tilgang løser ikke kun de praktiske problemer med at udforske lavarør, men åbner op for muligheder for at undersøge fjendtlige miljøer i hele solsystemet.