De nieuwe rovers van NASA zullen een vloot van mobiele robots zijn die samenwerken

De Autonomous Pop-Up Flat Folding Explorer Robot (A-PUFFER) was een NASA-campagne om robots te helpen ontwikkelen om gebieden van de maan te verkennen. De technologie wordt nu gebruikt in een vervolgproject genaamd CADRE. NASA/JPL

NASA onderzoekt een concept voor een nieuwe vloot mini-rovers die kunnen samenwerken om problemen op te lossen en beslissingen te nemen als een eenheid. Als er een faalt of ergens vastloopt, kunnen de anderen zonder.

Als onderdeel van het Cooperative Autonomous Distributed Robotic Exploration (CADRE)-project, ontwerpen NASA-ingenieurs compacte, mobiele robots ter grootte van een schoenendoos (ter vergelijking: Doorzettingsvermogen is zo groot als een kleine SUV) om autonoom de maan en andere planeten te verkennen. Deze rovers zullen als groep gegevens verzamelen op moeilijk bereikbare plaatsen zoals kraters en grotten.

Tijdens een demonstratiemissie die in de komende jaren wordt verwacht, zullen CADRE's mini-rovers de enorme lavabuizen van de maan verkennen - gebieden waar de bovenste laag grond is gestold, maar waar nog steeds lava onder stroomt. CADRE zal de reis maken op een lander voordat hij op het oppervlak van de maan wordt uitgeworpen.

Het idee is dat [als] we twee of drie rovers hebben die we zouden kunnen sturen, een van hen mogelijk in een lavabuis zou kunnen zakken, zegt Alex Schepelmann, een robotica- en computationele modelleringsingenieur bij NASA's Glenn Research Center. En we zouden eigenlijk weten dat die rover het moeilijk zou hebben om er weer uit te komen.

Hoewel niet verwacht wordt dat de rover terug naar de oppervlakte komt, zegt Schepelmann, zou hij nog steeds informatie kunnen doorgeven aan de andere leden van zijn groep. Zolang de rovers met elkaar konden communiceren, kon de missie doorgaan.

Verwant verhaal

Dit is de eerste foto die is gemaakt door NASA's Perseverance Mars-rover. Nu begint de jacht op het leven.

Na de afdaling te hebben overleefd, stuurde de rover deze foto terug vanaf het oppervlak van Mars.

Aan boord heeft elke rover een kleine computer, een draadloze radio en een stereocamera om 3D-beelden vast te leggen. Hoewel geen van hen alleen in staat zal zijn om zoveel gegevens te verzamelen als een grotere, zou het inzetten van meerdere tegelijk het risico op een catastrofale missiemislukking kunnen verkleinen.

CADRE is ontwikkeld in het Jet Propulsion Laboratory van NASA in Californië en getest door onderzoekers van de Laboratorium voor gesimuleerde maanoperaties (SLOPE) in het NASA Glenn Research Center in Cleveland. SLOPE is hetzelfde laboratorium dat VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover) heeft getest, een mobiele robot die in november 2023 wordt gelanceerd en op zoek gaat naar bevroren water op de maan.

Een van de doelen van het project is te voorkomen dat zich in 2009 herhaalt wat er met NASA's Marsrover Spirit, Spirit, in 2009 is gebeurd - nachtmerries voor liefhebbers van ruimteverkenning.

Spirit was een van de twee tweelingrovers die in 2004 naar weerszijden van Mars werden gestuurd en leverde enkele van de meest gedetailleerde beelden van de Rode Planeet die de mensheid ooit had gezien. Maar vijf jaar na zijn missie kwamen de wielen van Spirit vast te zitten in zacht Marszand. NASA-ingenieurs werkten acht maanden om het in beweging te krijgen, maar na meerdere mislukte pogingen werd Spirit uiteindelijk gedegradeerd om dienst te doen als een stationair wetenschappelijk platform.

Om ervoor te zorgen dat de nieuwe rovers niet vast komen te zitten, simuleert SLOPE de unieke terreinen die ze moeten navigeren, van de poederachtige grond van de maan tot het rotsachtige oppervlak van Mars. Onderzoekers gebruiken motion capture-technologie met een paar stereocamera's om duizenden 3D-foto's te maken die worden gebruikt om de snelheid van elke rover en de beweging van zijn banden te meten, zodat ze kunnen voorspellen hoe de bodem zou kunnen reageren.

Met dit systeem kunnen we de tractieprestaties echt karakteriseren, zegt Schepelmann. We kunnen in principe meten hoe elk onderdeel van de robot beweegt.

Wolfgang Fink , een universitair hoofddocent elektrotechniek en computertechniek aan de Universiteit van Arizona, die autonome verkenningssystemen bestudeert, zegt dat hoewel rovers zoals Curiosity en Perseverance een beperkte autonomie hadden, de verschuiving naar volledige autonomie via projecten zoals CADRE de mensheid in staat zal stellen gebieden te verkennen die we misschien nooit anders bereiken.

Gemiddeld duurt communicatie slechts enkele seconden om tussen de aarde en de maan te reizen, maar die tijd strekt zich uit tot minuten als het bericht van Mars moet reizen. Zo ver weg als Titan, de grootste maan van Saturnus, zou de communicatie tussen missiecontrole en een lander of rover uren duren, wat betekent dat elke onvoorziene storing de hele missie in gevaar zou kunnen brengen. Hoe verder van huis we willen verkennen, hoe meer autonomie er toe doet.

zich verstoppen