Hogyan derítsünk fel meredek lejtőket más bolygókon, holdakon? Két részre szétváló kis kocsikkal!

2234

Békésen gurulgat a sziklás terepen egy rover, négy fémkereke vidáman zörög – mikor hirtelen látszólag leküzdhetetlen akadállyal találja magát szembe: egy meredek lejtővel. Odalent pedig potenciális tudományos célpontok egész tárháza rejtőzik. Egy tipikus rover esetén nem lenne más választás, mint lemondóan másfelé venni az irányt, a DuAxel viszont pontosan ilyen szituációkra készült.

A két darab kétkerekű Axel robot kombinálásával összeálló DuAxel rover, ami ezen a képen a Mojave-sivatagban látható. A robot egy része lerögzíti magát, míg a másik, kötéllel kapcsolódó tagja elgurul felfedezni a nehezen megközelíthető célpontokat. (NASA/JPL-Caltech/J.D. Gammell)

A rover tulajdonképpen két darab kétkerekű roverből épül fel, amik az Axel névre hallgatnak. Oszd meg és uralkodj, vallja a rover, mikor megáll, leereszti vázát, lecövekeli magát a talajba, majd lényegében kettéválik. A DuAxel (a “dual-Axel” rövidítéséből) egyik fele szilárdan rögzítve, míg a másik fél vígan tovagurul egyetlen tengelyen. A két felet mindösszesen egy erős kötél tartja össze, melyet lassan lecsévélve ereszkedik a felfedező Axel az egyébként megközelíthetetlen, izgalmas célpontokat megvizsgálni.

Ez játszódott le tavaly a Mojave-sivatagban, mikor a NASA JPL kutatóinak egy kisebb csoportja terepre vitte tesztelni a legújabb, moduláris roverét, változatos kihívások elé állítva. A DuAxel kiválóan teljesített, sikeresen megküzdött a kemény kihívásokat tartogató terepekkel is. Sőt, önállóan lenavigálja magát a meredek és sziklás lejtőkön, és robotkar nélkül is be tudja vetni tudományos eszközeit.

Ezen a képen az látható, amikor kétfelé válva felfedezőútra indul a DuAxel egyik fele. A kötéllel rögzítve leereszti magát olyan meredek, sziklás terepeken is, amelyeket hagyományos roverekkel nem lehet megközelíteni. (NASA/JPL-Caltech/J.D. Gammell)
A lerögzített részéhez folyamatosan kapcsolódva ereszkedik le a meredek lejtőn. Az összekötő kábel nem csak egyfajta mászókötélként működik, hanem az áramot is innen kapja az Axel, illetve így tudnak kommunikálni is egymással. (NASA/JPL-Caltech/J.D. Gammell)

A két egytengelyes rover összekombinálásának ötlete a sokoldalúság maximálásából született: négykerekű formájában egyenetlen, rögös talajon is hatalmas távolságokat tud megtenni; míg kétkerekű formájában egyetlen nagyobb rover sem vetekedhet fürgeségével és agilitásával. A DuAxel kitárja előttünk a kaput a Hold, Mars, Merkúr és akár jeges holdak, mint az Europa extrém terepeinek felkutatásához.

A rover alkalmazkodóképességét kráterfalakhoz, árkokhoz, meredek lejtőkhöz, szűkebb résekhez és más extrém környezetek felderítéséhez igazították. Ennek oka, hogy a Földön is sziklás feltárások, sziklafalak felületei a geológiai kutatások egyik legjobb célpontjai, mert itt a múlt számos rétege látható. Az Axel rover ahelyett, hogy elkerülné az olyan veszélyes szituációkat, ahol leeshetne, vagy felborulhatna, úgy van megtervezve, hogy kibírja ezeket.

A DuAxel technológiai demonstrációs rover működését bemutató videó. A robotot a Mojave-sivatagban tesztelték, ahol volt lehetősége bemutatni alkalmazkodóképességét nehéz terepen is. (NASA/JPL-Caltech)

Kétkerekű történelem

A két külön is funkcionáló robot összeépítésének ötlete még az 1990-es évek végén merült fel először, mikor a NASA moduláris, újrakonfigurálható, önjavító roverek fejlesztésén kezdett dolgozni. Ez inspirálta Issa Nesnas technológust és csapatát a robusztus, de rugalmas kétkerekű robot megtervezésére. Terv szerint két Axel kapcsolódhatna a fő testhez, de akár három is kapcsolódhatna két testhez és így tovább, egyfajta “Axel vonatot” alkotva, ami számos nagyobb eszközt is tudna így szállítani. Ez a koncepció a NASA önjavító elvárását is teljesíti, hiszen ha valamelyik Axel elromlana, egy másik a helyébe tud lépni.

Az Axel fejlesztése egészen 2006-ig a moduláris szállításra fókuszálódott, míg a marsi felszín műholdas felvételein meg nem pillantották a kráterfalakon vízfolyásoknak látszó tüneményeket. Ezek az angol nyelven recurring slope lineae (RSL) névre hallgató jelenségek évszakosnak bizonyultak, azonban az, hogy valóban a folyékony vízhez van-e közük, még nem tisztázott (pusztán száraz szemcsés modellekkel is vissza lehet adni a megfigyeléseket). A kutatók viszont szeretnék tudni, hogy vajon ezeket a vízmosásokat és RSL-eket valóban folyékony víz okozza-e.

A Mars melegebb évszakai során sokszor ilyen sötétebb csíkok jelennek meg kráterek falain. A jelenséget recurring slope lineae névre keresztelték, a DuAxel-hez hasonló mobilis robotokkal pedig ki lehetne deríteni, hogy valóban folyékony víz okozza-e az évszakos változásokat. (NASA/JPL-Caltech/University of Arizona)

A lejtők azonban túl meredekek egy átlagos rover számára, sem a Curiosity, sem a hamarosan leszálló Perseverance rover nem tud közlekedni az akár 30° dőlésszögű lejtőkön. A jelenségek közvetlen vizsgálatához tehát egy másik típusú járműre van szükség. Így fordult Nesnas és kutatócsoportjának fejlesztése egy olyan rover felé, melyet nem csak le lehetne ereszteni egy kráter oldalán, vagy egy meredek sziklafalon, de eközben áramot is kapna és kommunikálni is tudna a rögzített részével. Kerekein extra magas kapaszkodók lennének a jobb tapadásért, míg a kis kétkerekű jármű testében mikroszkópok, fúrók, mintagyűjtő eszközök és más eszközök lehetnének a célpontok tanulmányozásához. A kanyarodás is egyszerű, az egyik kereket gyorsabban forgatná a másiknál.

A koncepció több kétkerekű design megszületéséhez vezetett, ilyenek még például a NASA JPL A-PUFFER vagy BRUIE robotjai is. Az Axel sokoldalúságának ellenére még mindig van egy lényeges behatároló pont, mégpedig a rögzített egység. Ennek ugyanis mindig olyan távolságban kéne maradnia, hogy a kötéllel rögzített Axel el tudjon gurulni, vagy épp le tudjon ereszkedni a célpontjához. Ilyen mértékű precizitás pedig nem mindig biztosítható egy másik égitesten való leszálláskor.

Ennek az akadálynak az elhárítására és a mobilitás javítására alakították át az eredeti terveket a DuAxel roverré. A legfőbb előnye, hogy bárhol leszállhatunk vele, ha új helyszínt szeretnénk felkutatni, egyszerűen odébb kell gurulni vele. Habár egyelőre még csak technológiai demonstrációként létezik, egyre finomítják és javítgatják; így, mikor eljön az ideje, már felkészülten gurulhat elébe bármekkora kihívásoknak.

Forrás: NASA JPL

Hozzászólás

hozzászólás