I nuovi rover della NASA saranno una flotta di robot mobili che lavoreranno insieme

L'Autonomous Pop-Up Flat Folding Explorer Robot (A-PUFFER) è stata una campagna della NASA per aiutare a sviluppare robot per esplorare le regioni lunari. La sua tecnologia viene ora utilizzata in un progetto successivo chiamato CADRE. NASA/JPL

La NASA sta esplorando un concetto per una nuova flotta di mini-rover che possono lavorare insieme per risolvere problemi e prendere decisioni come un'unità. Se uno fallisce o rimane bloccato da qualche parte, gli altri potrebbero andare avanti senza di esso.

Nell'ambito del progetto CADRE (Cooperative Autonomous Distributed Robotic Exploration), gli ingegneri della NASA stanno progettando robot compatti e mobili delle dimensioni di una scatola da scarpe (per confronto, Perseveranza ha le dimensioni di un piccolo SUV) per esplorare autonomamente la luna e altri pianeti. Questi rover opereranno in gruppo per 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 i massicci tubi 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 lunare.

L'idea è che [se] abbiamo due o tre rover che potremmo inviare, uno di loro potrebbe potenzialmente cadere in un tubo di lava, dice Alex Schepelmann, un ingegnere di robotica e modellistica computazionale presso il Glenn Research Center della NASA. E fondamentalmente sapremmo che quel rover avrebbe difficoltà a tornare indietro.

Sebbene non ci si aspetterebbe che il rover torni in superficie, dice Schepelmann, potrebbe comunque trasmettere informazioni agli altri membri del suo gruppo. Finché i rover potrebbero comunicare tra loro, la missione potrebbe continuare.

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

CADRE è stato sviluppato all'interno del Jet Propulsion Laboratory della NASA in California e testato dai ricercatori del Laboratorio di operazioni lunari simulate (SLOPE). presso il 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 a novembre 2023 e cercherà 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: roba da incubi 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 a 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 come piattaforma scientifica fissa.

Per assicurarsi che i nuovi rover non si blocchino, SLOPE simula i terreni unici su cui devono navigare, dal suolo polveroso della luna alla superficie rocciosa di Marte. I ricercatori utilizzano la tecnologia di motion capture che coinvolge una coppia 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 il 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 , un professore associato di ingegneria elettrica e informatica presso l'Università dell'Arizona che studia i sistemi di esplorazione autonomi, afferma che sebbene i rover come Curiosity e Perseverance avessero un'autonomia limitata, il passaggio alla piena autonomia attraverso progetti come CADRE consentirà all'umanità di esplorare aree che non potremmo mai altrimenti raggiungere.

In media, la comunicazione richiede solo pochi secondi per viaggiare tra la Terra e la luna, ma quel tempo si estende in pochi 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 desideriamo esplorare, maggiore sarà l'autonomia.

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