Springe. Das könnte der beste Weg sein, den Saturnmond zu erkunden.
Die NASA sucht nach einem einbeinigen Roboter, der die eisigen Geysire von Enceladus erforschen soll. Es geht hier nicht darum, langsam durch den Staub zu rollen. Wir meinen Springen. Beprobung der verborgenen Meereswolken, die Leben beherbergen könnten.
Das Konzept heißt LEAP – Legged Exploration Across the Plain.
Stellen Sie sich etwas in der Größe eines Toasters vor. Ungefähr einen Fuß groß. Zwei Pfund schwer. Keine Roverspuren. Zum Ausbalancieren und Starten werden ein federbetriebenes Bein und rotierende „Reaktionsräder“ im Inneren des Chassis verwendet. Es kippt von selbst. Es springt.
Gefördert durch das Innovative Advanced Concepts -Programm der NASA. Es basiert auf einem echten Prototyp namens SALTO.
Es sieht aus wie ein Pogo-Stick. Oder vielleicht diese Pixar-Lampe, die sich biegt und schwingt. Die Wissenschaft? Inspiriert von Eichhörnchen. Ja, echte Eichhörnchen. Forscher beobachteten sie mit Hochgeschwindigkeitskameras beim Parkour. Veröffentlichte die Daten letztes Jahr in Science Robotics. Niedlich? Sicher. Funktionell? Noch besser.
Das Problem mit dem Fahren dorthin
Enceladus ist der heißeste Ort auf der Jagd nach außerirdischem Leben. Unter dieser Eiskruste befindet sich ein globaler Ozean. Am Südpol spritzen Risse, sogenannte „Tigerstreifen“, Wasser in den Weltraum.
Dies gibt Wissenschaftlern ein goldenes Ticket.
Wir können den Ozean beproben, ohne kilometerweit durch die gefrorene Hölle bohren zu müssen. Wir warten einfach darauf, dass es aufspritzt.
Aber näherzukommen ist chaotisch.
Der Boden um diese Jets herum ist gebrochen. Steile Grate. Pulverförmige Eisfelder. Robuster Schrott. Ein herkömmlicher Rover würde Schwierigkeiten haben. Vielleicht stecken bleiben. Vielleicht umdrehen.
Wie wäre es mit Fliegen?
Auch keine wirkliche Option. Enceladus hat keine Atmosphäre. Raketen sind zu chaotisch – sie laufen Gefahr, die Proben, die wir analysieren wollen, zu kontaminieren. Justin Yim von der University of Illinois bringt es auf einem Symposium auf den Punkt: Springen ist hier einzigartig erfolgsversprechend.
Die Physik des Hopfens
Die Schwerkraft auf Enceladus ist schwach. Kaum da schwach. Ein Achtzigstel dessen, was wir auf der Erde fühlen.
Ein kleiner Anstoß reicht weit.
Schätzungen gehen davon aus, dass ein einzelner LEAP-Sprung eine Höhe von etwa 560 Fuß erreicht. Das sind fast zwei Fußballfelder. Es wird 300 Fuß in den schwarzen Himmel ragen.
Und weil die Schwerkraft so gering ist? Der Sprung fühlt sich langsam an.
Etwa eine Minute lang.
Diese Sendezeit ist der Punkt. Der Roboter schwebt direkt durch die Wolke. Sekunden im eisigen Gischt, während Instrumente nach Zusammensetzung und Daten suchen.
Mehr Beine?
Nein. Einer ist ideal. Konzentriert die Kraft. Vereinfacht das Design. Die Räder bewältigen das Sitzen und Stehen problemlos. Das Bein übernimmt die Vertikalität. Zwei Räder plus ein Bein ergeben drei Kontaktpunkte. Stabil genug zum Zurücksetzen. Instabil genug, um seltsam zu sein.
Die kalte, harte Wahrheit
LEAP landet wahrscheinlich von einem Orbilander. Ein großes Raumschiff, das die Erde umkreist und dann aufsetzt. Der kleine Trichter entfaltet sich und hüpft zwischen den Lüftungsöffnungen hin und her.
Aber hier liegt der Haken.
In Enceladus ist es minus 330 Grad Fahrenheit.
Bei solchen Temperaturen geht unsere Ausrüstung kaputt. Wir haben keine Laborbedingungen, die genau dem Eis von Enceladus entsprechen. Die Teilchen sind unterschiedlich. Die Kälte ist extrem.
Der Großteil dieser Mission muss derzeit in der Simulation stattfinden. Ingenieure müssen beweisen, dass der Fuß auf seltsamem Eis funktioniert, bevor sie das Ding wirklich bauen.
Ob dieser Pogo-Stick-Roboter jemals die Tigerstreifen erreicht? Immer noch Luft nach oben.
Vielleicht müssen wir zuerst das Hüpfen lernen.
