Un replanteamiento radical del rover de Marte podría ser clave para la estabilidad humana

La exploración de los planetas, específicamente dentro de nuestro sistema solar, ha proporcionado toda una vida de conocimiento científico sobre muchos mundos más allá de la Tierra. Sin embargo, esta exploración, hasta la fecha, se ha limitado principalmente a orbitadores y módulos de aterrizaje/rovers diseñados para explorar la superficie de los cuerpos celestes que visitan. Pero, ¿qué pasaría si pudiéramos explorar entornos subterráneos tan rápido como podemos explorar la superficie, y algunas de estas viviendas subterráneas podrían albergar no solo a futuros astronautas, sino también albergar vida?

Estas son preguntas que un equipo de investigadores de la Universidad de Arizona espera responder Examen de nuevas tecnologías. Podría ayudar a la exploración humana y robótica de los entornos subterráneos del planeta, incluidos los tubos de lava, las cuevas de lava e incluso los océanos subterráneos. Esta investigación llega en un momento particularmente único con Misiones Artemisa de la NASA Se está preparando para devolver humanos a la Luna en 2025, y se espera que algún día regresen a Marte.

«Las cuevas y los tubos de lava serían hábitats ideales para los astronautas porque no tienes que construir una estructura. Estás protegido de la radiación cósmica dañina, así que todo lo que tienes que hacer es hacerlo agradable y acogedor», dice. dijo Wolfgang Finkprofesor asociado de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad Estatal de Arizona y autor principal del estudio.

Para el estudio, los investigadores introdujeron una red de comunicación implementada dinámicamente (DDCN) que conecta a los exploradores de bots de forma inalámbrica a través de una red de topología de malla que no solo permite que cada explorador de bots trabaje de forma independiente sino también como un equipo, ya que la red les brinda una comunicación sin restricciones entre sí. otro. . Este tipo de sistema es necesario porque es posible que la estructura geológica que se explora no pueda transmitir comandos de señales de radio desde los astronautas del exterior a los exploradores robóticos del interior, por lo que un sistema autónomo podría ser la mejor opción para el éxito de la misión. Los investigadores se refieren a DDCN como una red de comunicación de «patrón de migas de pan inspirado en Hansel & Gretel» basada en cómo se utiliza el sistema.

explicó el Dr. Fink, quien también es el fundador y director Laboratorio de Investigación de Sistemas de Exploración Visual y Autónoma en el Instituto de Tecnología de California y Arizona. «En nuestro escenario, las ‘migas de pan’ son sensores en miniatura que se colocan en la parte posterior del rover, y los sensores se implementan a medida que atraviesan una cueva u otro entorno subterráneo».

Además de las posibilidades de servir como refugio para astronautas, los tubos de lava y las cuevas de lava también pueden tener un significado astrobiológico, así como, Papel 2020 La vida potencial propuesta podría evolucionar en entornos que estén protegidos de la radiación cósmica severa.

Este estudio se basa en investigaciones anteriores del Dr. Fink, conocido como encuesta calificada, con este estudio creando una especie de cadena de mando para exploradores de robots sin intervención de controladores humanos. Por ejemplo, un orbitador podría controlar de forma autónoma un globo de captura de superficie, que controlaría de forma autónoma uno o más rovers o módulos de aterrizaje que realizan misiones directamente a la Tierra.

Tal sistema autónomo similar a una cadena de orden ya existe siendo probado En la nave espacial Perseverance de la NASA pilotando su equivalente en helicóptero, Ingenuity. a tarea propuesta Para la exploración de la luna de Saturno, Titán, este sistema autónomo probablemente habría involucrado un orbitador, un globo y un módulo de aterrizaje para explorar los mares de metano de hidrocarburos de Titán. Desafortunadamente, la expedición no fue elegida debido a la financiación.

Aunque no se eligió, la misión Titán propuesta demuestra un beneficio del método de salto de trayectoria en el sentido de que los exploradores robóticos que utilizan este método pueden explorar tanto bajo tierra como bajo el agua. El Dr. Fink señaló que si bien esta tecnología podría ser útil para los esfuerzos de búsqueda y rescate en caso de desastres naturales, también dijo que uno de los mayores desafíos es la transferencia de datos del entorno subterráneo a la superficie. Pero el propósito del concepto DCCN es superar este problema.

«Una vez desplegados, nuestros sensores crean automáticamente una red de malla no dirigida, lo que significa que cada nodo se actualiza en cada nodo que lo rodea», dijo el Dr. Fink, quien presentó por primera vez la idea de DDCN en una propuesta de 2019 a la NASA.

Dr. Marcos A. «Pueden cambiar entre sí y compensar los puntos muertos y las interrupciones de la señal», dijo Tarbell, investigador científico principal en el laboratorio del Dr. Fink y uno de los autores del estudio. «Si algunos de ellos mueren, todavía hay comunicación entre los nodos restantes, por lo que la nave nodriza nunca pierde el contacto con el nodo más lejano de la red».

Para los exploradores submarinos robóticos, el rover sobre la superficie, ya sea que esté flotando en el lago Titán o descansando sobre el hielo de Europa, se conectará al submarino a través de un cable largo con nodos de comunicación que pueden aumentar cualquier señal que intente regresar al rover. . Los nodos individuales también podrían tener la capacidad de recopilar datos por sí mismos, como la temperatura, la presión y la salinidad, llevar los datos al cable y enviarlos de vuelta a la sonda, señala el Dr. Fink.

dijo D. Dónde estás. «Este es el escenario que debemos evitar».

Ha habido varias propuestas para enviar un archivo Investigacion e incluso un sumergible a Europa, pero aún no se ha aprobado nada.

¿Cómo ayudarán los tubos de lava a la exploración humana y robótica en el futuro a medida que la humanidad se aventure más lejos en el universo, y estos entornos subterráneos podrían albergar vida? ¡Solo el tiempo lo dirá, por eso lo sabemos!

Este artículo fue publicado originalmente el universo hoy de Lawrence Tognetti. Leer el El artículo original está aquí.