Cientistas vuole inviare un robot ispirato ai pill bug per indagare sui più grandi tunnel del sistema solare. Il robot, chiamato “roly-poly robot”, trasporterà migliaia di piccoli droni a forma di dente di leone che verranno dispersi all’interno delle caverne marziane per mapparne l’estensione. L’idea viene da Mostafa Hassanalian, Professore Associato Universidade Tecnológica di Novo México, che sviluppa una tecnologia basata sulla biomimetica, il concetto secondo cui la robotica dovrebbe copiare soluzioni che la natura ha già padroneggiato.
I tubi di lava in Marte sono giganteschi. Pesquisadores hanno già individuato sistemi di tunnel lunghi oltre 1.200 chilometri, sufficienti a coprire tre volte la Estados Unidos continentale. Alguns di questi tunnel raggiungono più di 250 metri di larghezza, otto volte più grandi delle grotte vulcaniche nord-orientali di Califórnia in Terra. Ma più grande è il sistema di tunnel, più difficile sarà esplorarlo con la tecnologia attuale.
I limiti dei rover marziani
I rover Curiosity e Perseverance hanno rivoluzionato l’esplorazione di Marte, ma hanno raggiunto il limite quando si è trattato di entrare nei tunnel di lava. Hassanalian spiega che i rover hanno le dimensioni di uno scuolabus, il che impedisce loro di entrare in molte aperture delle caverne. Anche l’atmosfera marziana presenta sfide estreme. Ventos può raggiungere una velocità di 97 chilometri orari, strappando pezzi dai rover nel corso degli anni.
I tentativi di esplorazione convenzionale devono affrontare ostacoli insormontabili. Un rover gigante non può navigare all’interno di un tunnel stretto. I tradizionali Sensores non funzionano in ambienti senza luce solare. L’ingegneria spaziale necessitava di un approccio completamente diverso, che copiasse il più grande segreto della natura: leggerezza ed efficienza su scala microscopica.
Como funziona con un robot paffuto
Il concetto inizia con l’implementazione di un robot basato sul pill bug, che si raggomitola in una palla quando viene minacciato. Il robot grassoccio Este sarebbe dotato di paracadute e lanciato attraverso un foro nel soffitto di una grotta. Scendendo sul pavimento della caverna, il robot rilascerebbe migliaia di piccoli droni biomimetici, i “droni dente di leone” al suo interno.
I droni Dandelion sono progettati per essere spinti dai forti venti di Marte. Eles viaggerebbe per chilometri all’interno dei tunnel, mappando l’intera estensione del sistema trasmettendo dati tramite segnali radio. Le letture includerebbero umidità, temperatura e alla fine creerebbero una mappa completa della rete di tunnel.
Hassanalian e il suo team si sono resi conto che i semi naturali del dente di leone sono bianchi perché riflettono maggiormente la luce solare, rimanendo più freschi e leggeri. I droni saranno dipinti di bianco per lo stesso motivo per viaggiare più lontano. La biomimetica funziona meglio su scala microscopica, come riconosce lo stesso Hassanalian: non c’è da meravigliarsi che gli aerei non sbattano le ali.
I tecnici di Desafios non hanno ancora una soluzione
Una delle sfide più grandi è garantire che ci sia abbastanza vento per caricare i droni. L’oggetto artificiale Nenhum è entrato in un tubo di lava marziano, quindi gli scienziati non sanno esattamente quale sarà la velocità del vento all’interno delle grotte. Pesquisadores ritiene che i fori nei soffitti delle caverne ventilino naturalmente i tunnel, generando forti venti. Precauzione Como, il robot è dotato anche di una ventola ad alta potenza.
L’ostacolo Outro è la mancanza di luce solare. I pannelli solari, la fonte di energia più comune per i veicoli spaziali, non funzionano nella completa oscurità. Hassanalian ha risolto questo problema progettando i droni in modo che funzionassero con la piezoelettricità, generata da un polimero flessibile che crea carica elettrica attraverso la deformazione meccanica.
I droni devono anche trasmettere continuamente dati mentre volano. La trasmissione radio funziona su Marte, ma richiede energia sufficiente in un dispositivo così piccolo. Il team lavora per ottimizzare i sistemi di comunicazione senza compromettere il peso dei droni.
Corrida globale per l’esplorazione dei tubi vulcanici
Hassanalian non è l’unico scienziato che persegue questa frontiera. Un gruppo di ricercatori europei, guidati da Laboratório di Robótica Espacial di Universidade di Málaga, ha iniziato una serie di test nel 2023 sui tubi di lava trovati sull’isola di Lanzarote, in Espanha. I test su Esses mirano a mappare i sistemi di tunnel in preparazione per una possibile futura missione su Marte.
La NASA ha anche dimostrato capacità di esplorazione aerea. L’elicottero Ingenuity ha effettuato 72 voli sulla superficie marziana, dimostrando il potenziale dei droni in ambienti extraterrestri. Porém, Ingenuity è stato progettato per volare all’aperto e non ha mai avuto l’opportunità di esplorare i tubi di lava prima del suo fallimento nel 2024.
Il drone Planos sviluppato dalla NASA indica un interesse particolare per Arsia Mons, un vulcano a scudo nella regione Tharsis di Marte. La regione contiene i vulcani più grandi del sistema solare, incluso Olympus Mons, quasi tre volte più alto di Monte Everest. Arsia Mons è particolarmente promettente perché sono visibili dei fori nei punti in cui il soffitto vulcanico è crollato, creando finestre in un vasto sistema di tunnel.
Perché i tubi di lava marziani sono importanti
Le letture termiche dei fori vulcanici suggeriscono che la temperatura all’interno dei tunnel non varia così drasticamente come in superficie. Isso fa sperare che un giorno gli esseri umani possano vivere all’interno di queste grotte. Há ipotizza inoltre che la vita nativa di Marte possa essere sopravvissuta all’interno di questi ambienti protetti.
La sola regione Tharsis ha le dimensioni del pianeta nano Ceres. Quando si è formata questa gobba, aggiungendo così tanta massa che si pensa che Marte si sia inclinato di circa 20 gradi. Il motivo esatto è dibattuto dagli scienziati, ma le teorie includono una massiccia collisione all’inizio della storia marziana o pennacchi di mantello instabili.
La NASA sta anche esaminando possibili grotte su Lua Titã, la luna più grande di Saturno, selezionando la navicella spaziale “Dragonfly” di Johns Hopkins per esplorarne la superficie. Embora Sebbene l’esplorazione umana di Marte non sia prevista fino all’inizio degli anni ’30, i droni da ricognizione potrebbero essere vitali per la sopravvivenza a lungo termine dell’umanità sul pianeta.
Passi della ricerca Próximos
Il team Hassanalian è attualmente nella fase di progettazione e test preliminare. Gli ingegneri stanno lavorando per perfezionare il sistema di dispersione dei droni tarassaco, ottimizzare la durata della batteria e migliorare i sensori di raccolta dati. Testes nei tubi vulcanici terrestri continua a fornire dati preziosi.
Non è stata ancora stabilita una tempistica concreta per il lancio di questa missione. Porém, la convergenza di interessi di diverse agenzie spaziali NASA, ESA (Agência Espacial Europeia) e università di ricerca indica che l’esplorazione del tubo di lava marziano passerà dal concetto teorico alla realtà operativa in meno di un decennio.
I droni Dandelion rappresentano un cambio di paradigma nell’esplorazione spaziale. Invece di produrre macchine sempre più grandi e complesse, gli scienziati si stanno muovendo nella direzione opposta: macchine più piccole e semplici, ispirate alla natura. L’approccio Essa non solo risolve i problemi pratici legati all’esplorazione dei tubi di lava, ma apre possibilità per indagare sugli ambienti ostili in tutto il sistema solare.