Una flotta di mini robot per esplorare lo spazio

Questo tipo di macchine nelle intenzioni della NASA dovrebbe essere in grado di accedere a luoghi finora inaccessibili.

di Tatyana Woodall 03-11-21
La NASA sta lavorando a mini-rover in grado di lavorare insieme per risolvere problemi e prendere decisioni come gruppo. Se uno fallisce o rimane bloccato da qualche parte, gli altri dovrebbero continuare nell’operazione senza di esso. Nell'ambito del progetto Cooperative Autonomous Distributed Robotic Exploration (CADRE), gli ingegneri della NASA stanno progettando robot compatti e mobili delle dimensioni di una scatola da scarpe (per fare un confronto, Perseverance è delle dimensioni di un piccolo SUV) per esplorare autonomamente la Luna e altri pianeti e raccogliere dati in luoghi difficili da raggiungere come crateri e grotte.

In una missione dimostrativa prevista nei prossimi anni, i mini-rover di CADRE esploreranno gli enormi tunnel di lava della Luna, aree in cui lo strato superiore del suolo si è solidificato, ma la lava scorre ancora al di sotto. CADRE effettuerà il viaggio su un lander prima di essere espulso sulla superficie del nostro satellite.

"L'idea è che, inviando due o tre rover, uno di loro potrebbe potenzialmente scendere in un tunnel di lava, sapendo già che questo rover avrebbe difficoltà a tornare indietro", afferma Alex Schepelmann, ingegnere di robotica e modellazione computazionale del Glenn Research Center della NASA. Anche se non torna in superficie, continua, potrebbe comunque trasmettere informazioni agli altri membri del suo gruppo. Finché i rover possono comunicare tra loro, la missione può continuare.

A bordo, ogni rover trasporterà un piccolo computer, una radio wireless e una telecamera stereo per acquisire immagini 3D. Sebbene nessuno di loro da solo sarà in grado di raccogliere tanti dati come potrebbe fare uno più grande, schierarne diversi contemporaneamente potrebbe ridurre il rischio di un catastrofico fallimento della missione.

CADRE è stato sviluppato all'interno del Jet Propulsion Laboratory della NASA in California e testato dai ricercatori del Simulated Lunar Operations (SLOPE) Laboratory del Glenn Research Center della NASA, a Cleveland. SLOPE è lo stesso laboratorio che ha testato VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover), un robot mobile che verrà lanciato nel novembre del 2023 e che esplorerà l'acqua ghiacciata sulla Luna.

Uno degli obiettivi del progetto è prevenire il ripetersi di ciò che è successo al rover su Marte della NASA, Spirit, nel 2009: una situazione da incubo per gli appassionati di esplorazione spaziale. Uno dei due rover gemelli inviati ai lati opposti di Marte nel 2004, Spirit ha fornito alcune delle viste più dettagliate del Pianeta Rosso che l'umanità avesse mai visto. Ma dopo cinque anni dalla sua missione, le ruote di Spirit sono rimaste bloccate nella soffice sabbia marziana. Gli ingegneri della NASA hanno lavorato per otto mesi per farlo muovere, ma dopo numerosi tentativi falliti, Spirit è stato infine relegato al servizio di piattaforma scientifica stazionaria.

Per assicurarsi che i nuovi rover non rimangano bloccati, SLOPE simula i terreni unici da affrontare, dal suolo polveroso della Luna alla superficie rocciosa di Marte. I ricercatori utilizzano la tecnologia di cattura del movimento che coinvolge un paio di telecamere stereo per creare migliaia di immagini 3D utilizzate per misurare la velocità di ogni rover e il movimento dei suoi pneumatici, aiutandoli a prevedere come potrebbe reagire al suolo. 

"Questo sistema ci consente di caratterizzare davvero le prestazioni di trazione", afferma Schepelmann. "Siamo in grado di misurare sostanzialmente come si muove ogni parte del robot”. Wolfgang Fink, professore associato di ingegneria elettrica e informatica dell'Università dell'Arizona che studia i sistemi di esplorazione autonoma, afferma che, a differenza dei sistemi limitati di rover come Curiosity e Perseverance, il passaggio alla piena autonomia con progetti come CADRE consentirà all'umanità di esplorare aree che non potrebbe mai raggiungere altrimenti.

In media, la comunicazione impiega solo pochi secondi per viaggiare tra la Terra e la Luna, ma quest tempo si allunga in minuti se il messaggio deve viaggiare da Marte. Fino a Titano, la luna più grande di Saturno, la comunicazione tra il controllo della missione e qualsiasi lander o rover richiederebbe ore, il che significa che qualsiasi intoppo imprevisto potrebbe mettere a repentaglio l'intera missione. Più lontano da casa vogliamo esplorare, più l’autonomia avrà importanza.

(rp)