Roboty mogą służyć nie tylko badaniom powierzchni innych planet. Jeśli uda się przetransportować je do naturalnych jaskiń, mogą zejść pod powierzchnię. Korzyści z takiego wykorzystania maszyn mogą być ogromne. Nic więc dziwnego, że prowadzone są badania pod tym kątem.

Ten artykuł porusza takie tematy jak:

Czy na Księżycu i Marsie są jaskinie?

Tak i nie powinno to dziwić. Nie są to tylko teoretyczne założenia, jaskinie lawowe odkryto na obu globach. W przypadku Księżyca przykładem może być lokalizacja znaleziona w 2017 roku przez badaczy z Japońskiej Agencji Eksploatacji Kosmicznej JAXA. Po przeanalizowaniu danych z sondy SELENE potwierdzili istnienie sporych rozmiarów formacji geologicznej w regionie Marius Hills. Z kolei na Marsie jaskinie lawowe wykryto między innymi na równinie Hallas Planitia.

Misja robotów może być kluczowa dla przyszłych kolonii

Na pierwszy rzut oka mogłoby się wydawać, iż eksploatacja jaskiń przez roboty jest istotna głównie pod kątem badań geologicznych, czy szukania surowców. W rzeczywistości uzyskane dzięki nim dane mogą być kluczowe również dla wielu innych obszarów. W tym również dla zakładania przyszłych stacji badawczych, a w dalszej perspektywie także kolonii.

Wystarczy pomyśleć o warunkach, jakie panują na wspomnianych globach. Narażenie na promieniowanie kosmiczne, zagrożenie uderzeniami meteorytów, które nie spłoną w atmosferze, czy wreszcie wszechobecny pył. Wszystko to sprawia, ze konstruowanie baz będzie utrudnione, podobnie jak i ich późniejsza konserwacja. W tym kontekście stworzenie baz podziemnych może oszczędzić części problemów (choć oczywiście nie wszystkich, ewentualne zasilanie bazy za pomocą paneli solarnych i tak by wymagało wystawienia części osprzętowania na powierzchni).

Żeby jednak móc snuć tego typu plany, trzeba wcześniej zbadać jaskinie i ocenić, czy faktycznie nadają się do takiego celu. I tu z pomocą przychodzą właśnie autonomiczne roboty, które można wysłać na miejsce w celu przeprowadzenia badań.

Co istotne, nawet gdyby na miejsce wysłać misję załogową, autonomiczne roboty mogą prowadzić badania jaskiń znacznie dłużej. W końcu nie muszą korzystać przy tym z zapasów tlenu. Problemem jest raczej poziom ich samodzielności – stąd w projektowaniu ich stawia się nacisk nie tylko na ich sposób przemieszczania się, lecz również autonomiczność.

W projektach takich sporą nadzieję pokłada między innymi NASA i naprawdę trudno się temu dziwić.

Roboty poszukają życia na Marsie

Warto zauważyć, że misja autonomicznych robotów może okazać się istotna również z innego powodu. Właśnie jaskinie wydają się jednym z ciekawszych miejsc pod kątem poszukiwania życia na Marsie (lub chociażby śladów po takowym).

Roboty eksploatacyjne radzą sobie coraz lepiej

Roboty tworzone z myślą o przyszłym badaniu księżyca i planet radzą sobie coraz lepiej. Jakiś czas temu część maszyn tego typu była testowana w sztucznych tunelach. Niedawno postawiono krok dalej i wykonano sprawdzian w środowisku naturalnym, wykorzystując w tym celu jaskinie Lava Beds National Monument znajdujące się na terenie północnej Kalifornii. Teren idealny do badań, bo naturalnych podziemnych kompleksów jest tu około osiemset!

Jak zauważyli zaproszeni do testu członkowie Team CoSTAR (czyli połączonych sił Jet Propulsion Laboratory i California Instute of Technology), to dość spory skok trudności. Naturalne jaskinie wydrążone przez strumienie lawy ukształtowane są w zupełnie inny sposób, niż w przypadku tuneli zaprojektowanych i zbudowanych przez człowieka. Tym samym również algorytmy robotów muszą działać w nieco inny sposób.

W przypadku odbywających się w 2019 roku DARPA SubT Urban Circuit Challange, główną cechą charakterystyczną tuneli było rozciągnięcie kompleksu w poziomie. Siłą rzeczy wpływało to na sposób poruszania robotów.

Jednak w prowadzonym w 2020 roku Subterranean Challenge, w jednym ze sprawdzianów roboty nagle musiały sobie radzić z bardzo nieregularnym terenem, zupełnie innym podłożem, czy wieloma przeszkodami w postaci chociażby nagłych zmian nachylenia podłoża. Nie wspominając już o tym, że wnętrza jaskiń zapewniają naprawdę ogromny poligon doświadczalny do testowania systemów odpowiedzialnych za unikanie kolizji z bardzo różnorodnymi przeszkodami terenowymi na drodze robotów.

Pod tym kątem uzyskane dane są interesujące zarówno w kontekście współpracy z NASA. Ale nie tylko. Dla części uczestników ważne jest też to, że uzyskane dane będą mogli uwzględnić udoskonalając roboty pod kątem zawodów.

Ciekawostką było również to, że podłoże w jaskiniach Lava Beds National Monument było dość przyczepne, co sprzyjało tym robotom, których transport opierał się na kończynach. Jak łatwo się domyślić, dużo większym problemem była eksploatacja jaskiń za pomocą robotów przemieszczających się za pomocą kół.

Autonomia robotów największym wyzwaniem

Jedną z najistotniejszych kwestii w badaniach wykonywanych z pomocą robotów jest ich autonomia. Powinny one nie tylko wejść do jaskini (czy też kompleksu jaskiń), ale też w miarę dokładnie je zbadać i powrócić z nich. Nawet gdyby na miejscu była załoga misji badawczej, zdalna kontrola mogłaby się okazać ograniczona. W przypadku wczesnej eksploatacji, jeszcze przed wysłaniem misji załogowej, autonomiczne działanie maszyny jest wręcz niezbędne. Robotem, który się na tym polu wyróżnił był Spot, za którego odpowiada słynne Boston Dynamics.

Uczestnicy DARPA Subterranean Challenge zwracają jednak uwagę, że jeśli roboty w przyszłości faktycznie mają posłużyć w misjach kosmicznych do badań prowadzonych pod powierzchnią obcych planet, to przed nimi jest jeszcze sporo pracy. Nie tylko pod kątem „samodzielności” maszyn i sprawności ich przemieszczania się. Wyzwaniem będzie również zwiększenie poziomu ich niezawodności.

Na koniec warto jednak zauważyć, iż choć badania są prowadzone pod kątem zastosowań kosmicznych, to nie tylko NASa mogą się przydać tak przetestowane maszyny. Roboty tego typu mogą być bardzo istotne również w wielu akcjach ratunkowych prowadzonych na Ziemi, chociażby w przypadku akcji prowadzonych w kopalniach.