Skok. To może być najlepszy sposób na zbadanie księżyca Saturna.
NASA rozważa wykorzystanie jednonogiego robota do badania lodowych gejzerów Enceladusa. Nie chodzi o to, żeby powoli tarzać się po kurzu. Mówimy konkretnie o skokach. O próbowaniu ukrytych podwodnych erupcji oceanicznych, w których może kryć się życie.
Koncepcja ta nosi nazwę LEAP – Legged Exploration Across the Plain (eksploracja równiny na dwóch nogach, chociaż w kontekście koncepcji mówimy o mechanizmie jednego skoku „kolana”).
Wyobraź sobie urządzenie wielkości tostera. Wysokość około stopy (około 30 cm). Waga: dwa funty (mniej niż kilogram). Żadnych śladów łazika. Wykorzystuje sprężynową nogę i obrotowe „koła zamachowe” wewnątrz podwozia, aby utrzymać równowagę i wystartować. Robot pochyla się, a następnie skacze.
Projekt jest finansowany w ramach programu NASA Innovative Advanced Concepts. Opiera się na prawdziwym prototypie o nazwie SALTO.
Wygląda jak skakanka ze sprężynową podstawą. A może na tej samej elastycznej lampie z kreskówek Pixara, która wygina się i „sprężynuje”. Podstawa naukowa? Inspirowana wiewiórkami. Tak, prawdziwe białka. Naukowcy obserwowali ich występy w parkourze za pomocą szybkich kamer. Dane opublikowano w zeszłym roku w czasopiśmie Science Robotics. Uroczy? Z pewnością. Praktyczny? Nawet więcej.
Problem z lokalną nawierzchnią
Enceladus to najgorętsze miejsce w poszukiwaniu życia pozaziemskiego. Pod lodową skorupą znajduje się globalny ocean. Na biegunie południowym pęknięcia zwane „tygrysimi paskami” uwalniają wodę w przestrzeń kosmiczną.
To daje naukowcom złoty bilet.
Możemy analizować ocean bez konieczności przedzierania się przez kilometry śmiercionośnego lodu. Musimy tylko poczekać, aż materiał sam się podniesie.
Jednak zbliżenie się do tego nie jest łatwym zadaniem.
Powierzchnia wokół tych strumieni jest zniszczona. Strome grzbiety. Lód polny. Trudny teren. Dla tradycyjnego łazika byłoby to trudne. Może utknąć lub się przewrócić.
A co z lataniem?
To również nie jest najlepsza opcja. Enceladus nie ma atmosfery. Silniki rakietowe są zbyt brudne – istnieje ryzyko zanieczyszczenia próbek, które chcemy poddać analizie. Justin Yim z Uniwersytetu Illinois ujął to wprost na sympozjum: skoki dają tutaj największe nadzieje.
Fizyka skoków
Grawitacja na Enceladusie jest słaba. Bardzo słaby. Jedna osiemdziesiąta tego, co czujemy na Ziemi.
Małe pchnięcie pozwala latać na duże odległości.
Szacuje się, że jeden skok LEAP wynosi około 560 stóp (prawie 170 metrów). To prawie dwa boiska do piłki nożnej. Robot poleci na wysokość około 90 metrów w czarne niebo.
A ponieważ grawitacja jest tak słaba, skok wydaje się powolny.
Trwa około minuty.
Tym razem w locie jest kluczowy. Robot przepływa przez strumień erupcyjny. Kilka sekund w chmurze lodu, podczas których instrumenty skanują skład i zbierają dane.
A co z większą ilością nóg?
Nie. Jedna noga jest idealna. Koncentruje energię. Upraszcza projekt. Koła dobrze radzą sobie z fazą stania i lądowania. Noga odpowiedzialna jest za lot pionowy. Dwa koła i jedna noga zapewniają trzy punkty kontaktu. Wystarczająco stabilny, aby uzasadnić reset, ale na tyle nietypowy, że rodzi pytania.
Zimna, trudna rzeczywistość
LEAP najprawdopodobniej wyląduje z Orbilandera, dużego statku kosmicznego, który najpierw wejdzie na orbitę, a następnie wyląduje. Mały skoczek odwróci się i przeskoczy od zaworu do zaworu.
Ale tu jest problem.
Temperatura na Enceladusie wynosi minus 330 stopni Fahrenheita (około -200°C).
Nasz sprzęt psuje się w takich temperaturach. Nie mamy warunków laboratoryjnych, które w pełni odpowiadały lodem Enceladusa. Cząsteczki są różne. Zimno jest ekstremalne.
Większość tej misji powinna obecnie odbywać się w symulacji. Inżynierowie muszą udowodnić, że „noga” działa na dziwnym lodzie, zanim zbudują prawdziwy obiekt.
Czy ten robot ze skakanką osiągnie tygrysie paski? To jest nadal kwestionowane.
Może najpierw powinniśmy nauczyć się skakać.
