Skok. To může být nejlepší způsob, jak prozkoumat Saturnův měsíc.
NASA zvažuje použití jednonohého robota ke studiu ledových gejzírů Enceladus. Není to o pomalém převalování se prachem. Mluvíme konkrétně o skákání. O odběru vzorků skrytých podvodních erupcí oceánů, které mohou skrývat život.
Tento koncept se nazývá LEAP – Legged Exploration Across the Plain (dvounohé prozkoumávání pláně, i když v kontextu konceptu hovoříme o jednom skákacím „kolenním“ mechanismu).
Představte si zařízení velikosti toustovače. Asi stopa vysoká (asi 30 cm). Hmotnost: dvě libry (méně než kilogram). Žádné stopy roverů. K udržení rovnováhy a startu využívá pružinovou nohu a rotující „setrvačníky“ uvnitř podvozku. Robot se nakloní a poté skočí.
Projekt je financován z programu NASA Innovative Advanced Concepts. Vychází ze skutečného prototypu s názvem SALTO.
Vypadá jako švihadlo s pružinovou základnou. Nebo možná na stejné ohebné lampě z kreslených filmů Pixar, která se ohýbá a „pruží“. Vědecký základ? Inspirováno veverkami. Ano, skutečné proteiny. Vědci sledovali jejich parkourové výkony pomocí vysokorychlostních kamer. Údaje byly loni zveřejněny v časopise Science Robotics. Roztomilý? Jistě. Praktický? Ještě víc.
Místní problém s jízdou na povrchu
Enceladus je nejžhavějším místem při hledání mimozemského života. Pod ledovou kůrou se nachází globální oceán. Na jižním pólu trhliny známé jako „tygří pruhy“ uvolňují vodu do vesmíru.
To dává vědcům zlatý lístek.
Můžeme analyzovat oceán, aniž bychom museli provrtávat míle a míle smrtícího ledu. Musíme jen počkat, až se materiál sám zvedne.
Přiblížit se ale není snadný úkol.
Povrch kolem těchto trysek je zničen. Strmé hřebeny. Polní led. Obtížný terén. Pro tradiční rover by to bylo těžké. Mohlo by se to zaseknout nebo převrátit.
A co létání?
To také není nejlepší možnost. Enceladus nemá atmosféru. Raketové motory jsou příliš špinavé – hrozí kontaminace právě těch vzorků, které chceme analyzovat. Justin Yim z University of Illinois to na sympoziu řekl na rovinu: skákání je zde největším příslibem.
Fyzika skákání
Gravitace na Enceladu je slabá. Velmi slabé. Jedna osmdesátina toho, co cítíme na Zemi.
Malý tlak vám umožní letět na velkou vzdálenost.
Jeden skok LEAP se odhaduje na asi 560 stop (téměř 170 metrů). To jsou skoro dvě fotbalová hřiště. Robot poletí 300 stop (asi 90 metrů) k černé obloze.
A protože je gravitace tak slabá, skok se zdá být pomalý.
Trvá asi minutu.
Tento čas v letu je klíčový. Robot proplouvá přímo skrz erupční proud. Několik sekund uvnitř ledového mraku, zatímco přístroje skenují složení a sbírají data.
A co víc nohou?
Ne. Jedna noha je perfektní. Koncentruje energii. Zjednodušuje design. Kola si dobře poradí s fází stání a přistání. Noha je zodpovědná za vertikální let. Dvě kolečka plus jedna noha poskytují tři kontaktní body. Dostatečně stabilní, aby vyžadoval reset, ale dostatečně neobvyklý na to, aby vyvolal otázky.
Studená, tvrdá realita
LEAP s největší pravděpodobností přistane z Orbilanderu, velké kosmické lodi, která nejprve vstoupí na oběžnou dráhu a poté přistane. Malý skokan se otočí a bude skákat z ventilu na ventil.
Ale tady je ten háček.
Teplota na Enceladu je minus 330 stupňů Fahrenheita (asi -200 °C).
Naše zařízení se při takových teplotách porouchá. Nemáme laboratorní podmínky, které by plně odpovídaly ledu Enceladu. Částice jsou různé. Mráz je extrémní.
Většina této mise by v současnosti měla probíhat v simulaci. Inženýři musí dokázat, že „noha“ funguje na podivném ledu, než postaví skutečnou věc.
Dosáhne tento robot se švihadlem tygří pruhy? To je stále v otázce.
Možná se musíme nejdřív naučit skákat.
