Површина Европе, једне од Јупитерових четири месеца, чини страшним непријатељем. Прво, умотан је у густу ледену колу, растргану у велике провалије Јупитеровим великим гравитацијским повлачењем. Затим је ту изузетно ниска гравитација површине и чисти, клизави ледени кањони. Али, испод свега тог леда, сматра се да и Европа има океан течност који би могао да подржи живот - што га чини главном метом за наше следеће дубинско истраживање соларног система.
Сличан садржај
- Када људи почну колонизирати друге планете, ко би требао бити главни?
- Докази се повећавају за ледене гејзере који су избијали на Европи
- Можемо ли спасити Марс од себе?
Па како ће НАСА превладати овај издајнички изазов? Свакако не може послати ровер на котачима попут Сојоурнера, који је направио један огромни скок за роботкинд када је први пут прешао Марс 'Арес Валлес 1996. Уместо тога, НАСА жели да се уклони са тим некад револуционарним точковима и замисли како ће следећа генерација роботи ће истражити астероиде и фригидне спољне светове Сунчевог система у наредних неколико деценија.
Унесите: ЛЕМУР
Тренутно тежак око 75 килограма, овај ровер следећег рода дели је од величине Марсовог куриозитета, који се пријави на готово тону. Сама његова величина протеже границе роботске способности - али ако се икада уведе, морат ће учинити више од тога. Ровер величине пинт мораће да издржи дивље екстремне температуре и магнетне услове; навигација било којом површином; и учините то довољно дуго да прикупите значајне податке са неким од најлакших, најпаметнијих инструмената о свемиру икад изграђених.
Да ли је то до задатка?
Три генерације НАСА-ових ровова од Марса од 1997. до 2012. године, усликане у Марс Иард-у у лабораторији за млазни погон у Пасадени, Калифорнија: резервни лет за Сојоурнер (напред), тестни ровер Марс Екплоратион Ровер Пројецт (лево) и тест ровер Цуриосити (десно) . (НАСА / ЈПЛ-Цалтецх) Додуше, роботски ЛЕМУР - акроним за „робота са екстремним механичким возним механизмом“ - није тако сладак као широкооки, лепршави репови који су популаризовали Мадагаскар Дреамворкс-а . Уместо тога, робот је добио име по стварности сисара. Првобитно замишљен као робот за поправку током мисија на напуњеним месецима, ровер је редизајниран за истраживање микрогравитације вертикалних и обрнутих површина кањона и пећина.
„[Лемурс] користе и руке и ноге за покретљивост и манипулацију, “ објашњава Аарон Парнесс, вођа групе за екстремно окружење роботике у НАСА-иној лабораторији за млазни погон (ЈПЛ). „Иако наш робот нема изразите руке и ноге, сличан је мајмуну или лемури по томе што може да користи стопала за обављање послова много ефикасније него што то могу људи.“
Како би осигурали да се робот може кретати у још чуднијим окружењима од оних на Марсу, Парнессова група створила је оно што би се могло назвати "химеробот": робот који користи способности многих различитих земаљских животиња. ЛЕМУР својим досезима удова и стопала налик на весла привлачи паука или морску звезду, помоћу својих додатака како би се навукао и приградио равним површинама.
Четири удова робота опремљена су измјењивим кружним „ногама“, која се могу замијенити за причвршћења са различитим функцијама, у стилу ножа швицарске војске, како би му се помогло да пређе разне површине. Стопала за пењање на стијене имају низ ситних, оштрих челичних кука, познатих као микроскопи, како би чврсто стегнули грубе површине стијена да би једна нога могла да држи тежину читавог робота. За глатке површине, попут спољних трупа свемирских станица или сателита, ЛЕМУР се лепи лепљивим стопалима налик на геконе.
Недавно су истраживачи узели једну од „ЛЕМУР-ових“ руку на Антарктику да тестирају нови и потенцијално пресудни додатак: ледене бушилице налик на вијак. Кад су Парнесс и његов тим спремни да тестирају свој хардвер, они „траже најтежа мјеста која можемо пронаћи“, рекла је Парнесс. „Морамо да успоставимо прави баланс између правилног окружења, али исто тако да нисмо толико удаљени да је лудо скупо и немогуће је довести тим тамо. Антарктика је била на самој ивици тога. "
Да би то учинили, позвали су Аарона Цуртис-а, географа-вулканолога-роботичара који је провео неколико лета на крајњем јужном континенту пузећи око ледених тунела формираних од стране планине Еребус, најјужнијег активног вулкана на Земљи. Са просечним летњим температурама које падају до -22 степена Фаренхејта, вулкан, ледене формације које ствара и његово стајаће језеро лава представљају поприличну меру услова са којима се ногавац може сусрести на леденим месецима попут Европе или Енцеладуса.
Аарон Цуртис путовао је прошлог децембра на Антарктику, где је тестирао роботе и инструменте дизајниране за ледене светове попут Европе. (Ниал Петерс) Као научни сарадник у опсерваторију вулкана Моунт Еребус током шест од последњих седам година, Цуртис је нацртао топографију леда који окружује вулкан. Његова посебна интересовања била су испод површине, у пећинама и тунелима који су се топили у леду гасовима који излазе из пукотина вулкана. Проналажење места на којима су тунели споља споља били су понекад једноставни као проналажење узвишеног „леденог димњака“, метара високих грађевина које су настале избегавањем гаса. Друга времена која су значила проналазак улаза у пећину пуштањем моторних санки у затамњену рупу у земљи.
Након што је четири године провео мапирајући једну пећину у 3-Д ради посматрања њених промена током времена, Цуртис се непрестано нашао у истим изазовима. Прво, његов тим није успео да се пробије до одређених области јер су биле превише токсичне за истраживање људи. Друго, плашили су се да њихово људско присуство може нехотице контаминирати ретку средину са унесеним микробима. Ове две бриге навеле су га да размотри корисност истраживача роботике.
„Да имамо робота који би могао да се креће по леду, могли бисмо да истражујемо микробно осетљиве и гасовите пећине“, каже Цуртис. Његово властито шишање ледених ботова добро је одговарало за посао који је већ започео у компанији ЈПЛ, којој се као роботик придружио прошлог октобра.
Испоставило се да су микроспори склони само дробљење леда уместо да их стисну, јер је причвршћен тако да стисне бодље на стену да би могао да купи. Тако је Цуртис дизајнирао додатак који је помоћу ситних бушилица ископао ледену површину.
Оригинални дизајн се зачепио ледом, каже Цуртис, па се окренуо нечему што људи љубитељи леда верују у својим животима: ледене шрафове који нису на полици. Они су шупљи, омогућујући пролазак леду уместо стварања иза краја бушења, а такође би омогућили ЛЕМУР-у да производи и скупља узорке леда док се полако пуже дуж њега.
Следећи тестови на леду вероватно ће се одржати на глечерима на планини Раиниер у Вашингтону - са потпуном шасијом ЛЕМУР, а не само са уклопљеним ножним прикључком. Али Парнесс је рекла да могућност тестирања способности узорковања такође наглашава још један кључни циљ читавог процеса развоја.
„Теренским тестирањем увек покушавамо да постигнемо два циља: да покажемо технологије за будућу употребу, али и да на тој локацији радимо смислену науку“, каже он. Другим речима, не само да нам ЛЕМУР тестови помажу да коначно схватимо криоволкане на другим телима; "Ово нам користи и на Земљи", каже Парнесс.
ЛЕМУР добија тренинг у лабораторији Аарон Парнесс-а у ЈПЛ-у током недавног тестирања. (НАСА / ЈПЛ-Цалтецх) Већ више од 35 година Пенелопе Бостон тражи живот микроба и његове показатеље у екстремним окружењима, као што је Цуева де Вилла Луз у Табаску натопљена сумпорном киселином. У својој бившој улози директора студија пећина и крша на Рударско-технолошком институту у Њу Мексику, где је проучавала процесе старења и ерозије подземних пећина и вртача, Бостон је усмеравао Парнесс ка локацијама где његов тим и ЛЕМУР могу да науче шта да траже, и како то потражити.
"Помогао сам Аароновом тиму да схвати које би суптилне знаке могле да указују на могуће микробне или минералне наслаге које би ЛЕМУР могао да прегледа", рекао је Бостон, који сада води НАСА-ин институт за астробиологију, путем е-поште.
Мени могућности су, додала је, обрасци које су у или на стијенама оставили биолошки процеси, попут текстура које показују да су микроорганизми на делу претварајући подлогу или лежишта минерала. На Земљи, такви докази постоје на местима попут пећине Лецхугилла у Новом Мексику, где се сматра да су бактерије које се хране сумпором, гвожђем и манганом играле улогу у обликовању пећина и спектакуларних камених формација тамо.
Отисци које микробни живот оставља за собом обично нису тако очигледни. Али тестирањем разних инструмената како на живим тако и на фосилизованим остацима микроба, роботи попут ЛЕМУР-а могу да баце више светлости на то како су ти микроби живели, обликовали своје окружење и умирали.
Део изазова је осигурати да су алати довољно мали да буду мобилни. Тако поред тестирања хардвера, Парнесс и његов тим сарађују са универзитетским партнерима на развоју минијатурисаних инструмената за даљинско истраживање и анализу. Идеја је да их ЛЕМУР може носити на трбуху или попут руксака, мапирајући пећину или терен у 3Д с лидаром, на гасну хроматографију, у потрази за органским и угљен-молекулима са малим близу инфрацрвеним спектрометром.
„[Аарон] Парнессова група истражује могућности давања ЛЕМУР-а препознавањем узорака и машинским учењем како би јој помогла да изгледа као људско биће“, рекао је Бостон. „Палеобиологија често може бити веома прецизна и суптилна, а побољшане визуелне и интерпретацијске могућности које роботи могу да поднесу за сто су потенцијално неизмерно снажни алати који нам помажу да боље и боље разумемо палеобиологију.“
Аарон Цуртис, постдокторски стипендиста ЈПЛ-а, на врху Антарктике. Еребус, најјужнији активни вулкан на земљи. (Дилан Таилор) Према предложеном савезном буџету из Беле куће, финансирање Астероид-ове преусмерне мисије - програма у којем се ЛЕМУР највероватније користи - било би елиминисано. Међутим, Парнесс и његов тим су упућени да наставе са радом на ЛЕМУР-у. Крајем 2017. Парнесс ће се упутити натраг у подручје Титовог кањона у долини смрти, где је раније тестирао ЛЕМУР, заустављајући се лавашким цевима у Новом Мексику у летњем времену.
Тамо фосилизоване алге старе 500 милиона година представљају аналогију потенцијалним древним остацима негде другде - али инжењери морају да се увере да их ЛЕМУР може видети. "Ако покушавамо да потражимо живот на стенама Марса или другим планетама, требало би да потражимо најстарије трагове живота на Земљи и да тамо тестирамо своје инструменте", каже Парнесс. "Ако не можемо да откријемо живот на сопственој планети, шта нам даје сигурност да ћемо га моћи пронаћи у старијем, оштријем узорку?"
