Roboty odkrywają tunele lawowe. Przyszłość kolonizacji kosmosu?

Tunele lawowe mogą stać się bezpiecznym schronieniem dla przyszłych kolonistów kosmosu, ale jak zbadać te podziemne struktury bez narażania życia astronautów? Europejscy naukowcy mają odpowiedź: zespół trzech specjalistycznych robotów, który został z powodzeniem przetestowany na Wyspach Kanaryjskich.

Przełomowa technologia z udziałem polskich badaczy

System opisany w najnowszym numerze czasopisma “Science Robotics” to owoc współpracy konsorcjum europejskich naukowców, w tym Laboratorium Robotyki Kosmicznej Uniwersytetu w Maladze. Jak wyjaśnia w wywiadzie dla agencji EFE Carlos Pérez del Pulgar, badacz i profesor robotyki, walidacja systemu odbyła się w 2023 roku w tunelu lawowym na północnym wschodzie Lanzarote.

“Tunele lawowe na odległych planetach mogą zawierać cenne informacje o przeszłych wydarzeniach geologicznych i możliwym istnieniu życia na innych planetach, a także zapewniać schronienie dla ludzi podczas misji eksploracji planet” – podkreśla Pérez del Pulgar.

Mars i Księżyc czekają na eksplorację

Struktury podobne do ziemskich tuneli lawowych zidentyfikowano zarówno na Księżycu, jak i na Marsie. Problem w tym, że ekstremalne warunki panujące na tych ciałach niebieskich uniemożliwiają bezpieczne przeprowadzenie misji eksploracyjnych z udziałem astronautów. Stąd pomysł na robotyczne rozwiązanie tego problemu.

Naukowcy stworzyli system trzech współpracujących ze sobą robotów, z których każdy ma swoje specjalistyczne zadanie w procesie mapowania i eksploracji podziemnych struktur wulkanicznych.

Trio robotów o różnych specjalizacjach

Pierwszy z robotów to SherpaTT – duże, wytrzymałe urządzenie, które jako pierwsze wchodzi do tunelu i odbiera pozostałych członków zespołu. Drugi, LUVMI-X, to lekki pojazd specjalizujący się w wykonywaniu skanów 3D i przenoszeniu małych ładunków. Trzeci robot, Coyote III, został zaprojektowany do nawigacji w nieregularnych systemach podziemnych.

SherpaTT i LUVMI-X wykonują zadania autonomicznej nawigacji i mapowania, podczas gdy Coyote III wykorzystuje radar penetracji gruntu (GPR) do eksploracji podpowierzchniowej. Roboty Sherpa i Coyote powstały w dwóch niemieckich ośrodkach badawczych, natomiast LUVMI jest produktem belgijskiej technologii.

Spektakularny test na Lanzarote

Jak opisuje hiszpański badacz, walidacja systemu na Lanzarote przebiegała według starannie zaplanowanego scenariusza. “Po pierwsze, roboty SherpaTT i LUVMI-X współpracowały w celu zbadania i zmapowania obszaru wokół otworu tunelu wulkanicznego, podczas gdy Coyote III skanował go z powierzchni za pomocą GPR” – wyjaśnia Pérez del Pulgar.

W kolejnym etapie LUVMI-X opuścił ładunek zawierający czujniki do wnętrza tunelu, co umożliwiło cyfrową rekonstrukcję 3D badanego obszaru. Wykorzystując zebrane dane, Coyote III wszedł do tunelu lawowego przez optymalny punkt wejścia, będąc cały czas zakotwiczony i zasilany przez SherpaTT.

Finałowy etap polegał na odłączeniu robota Coyote III, który samodzielnie zbadał tunel lawowy, zbierając dane wizualne niezbędne do szczegółowej rekonstrukcji mapy. Efekt? Tunel wulkaniczny na Wyspie Kanaryjskiej został doskonale zmapowany i odtworzony dzięki współpracy robotów i badaczy.

Pionierski system z wielkimi planami

“To jeden z pierwszych opisanych systemów robotycznych do eksploracji tuneli lawowych” – podkreśla z dumą Pérez del Pulgar. Naukowiec i jego zespół pozostają w bliskim kontakcie z ekspertami z Hiszpańskiego Instytutu Geologicznego i Górniczego (IGME), planując wykorzystanie systemu w niezbadanych tunelach lawowych.

Szczególnie interesujące są struktury powstałe po niedawnej erupcji na wyspie La Palma, choć ekstremalne warunki temperaturowe, które nadal tam panują, utrudniają obecnie przeprowadzenie badań.

Od ziemskich tuneli do kosmicznych misji

Na razie roboty zostały opracowane do pracy w warunkach ziemskich, więc w przyszłości będą musiały zostać zaadaptowane do wymagań misji kosmicznych – przyznaje naukowiec z Uniwersytetu w Maladze. Ambicją badaczy jest jednak dokonanie takiej adaptacji, aby ich system robotyczny stał się wizytówką europejskich programów eksploracji kosmosu.

To może być kluczowy krok w kierunku bezpiecznej kolonizacji innych planet, gdzie naturalne tunele lawowe staną się pierwszymi domami dla międzyplanetarnych pionierów.