Un enjambre de robots del tamaño de un teléfono móvil podría atravesar el agua bajo la capa helada (de kilómetros de espesor)
Una idea que se está desarrollando en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA permitiría que algunas misiones consiguieran datos interesantes de los océanos subterráneos.
A continuación reproducimos información de la NASA:
Algún día, un enjambre de robots del tamaño de un teléfono móvil podría atravesar el agua bajo la capa helada (de kilómetros de espesor) de la luna Europa de Júpiter o la luna Encelado de Saturno, en busca de indicios de vida extraterrestre. Empaquetados dentro de una estrecha sonda que derritiera el hielo (haciendo un túnel) de la corteza congelada, los diminutos robots serían liberados bajo el agua, alejándose de su nave nodriza para obtener datos de la luna.
Esa es la visión de Ethan Schaler, ingeniero mecánico de robótica en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA (en el sur de California), cuyo concepto Sensing With Independent Micro-Swimmers (SWIM) recibió recientemente 600.000 dólares de la Fase II del programa de la NASA: Innovative Advanced Concepts (NIAC). La financiación de la Fase I del NIAC para estudiar la viabilidad y las opciones de diseño (con la que obtuvo en 2.021, 125.000 dólares) le permitirá a él y a su equipo fabricar y probar prototipos impresos en 3D durante los próximos dos años.
Uno de los hitos en la innovación es que los mininadadores de Schaler serían mucho más pequeños que otros proyectos de robots de exploración oceánica planetaria, lo que permitiría descargar muchos en una sonda de hielo. Se sumarían al alcance científico de la sonda y podrían aumentar la probabilidad de detectar evidencia de vida mientras evalúan la habitabilidad potencial en un cuerpo celeste distante que contiene océanos.
“Mi idea es, ¿dónde podemos aplicar la robótica miniaturizada en nuevas e interesantes formas de explorar nuestro sistema solar?” Schaler dijo. “Con un enjambre de pequeños robots nadadores, podemos explorar un volumen mucho mayor de agua oceánica y mejorar nuestras mediciones al tener varios robots recopilando datos en la misma área”.
Aunque no forma parte de ninguna misión de la NASA, el concepto SWIM en su etapa inicial prevé robots en forma de cuña, cada uno de aproximadamente 12 centímetros de largo y alrededor de 60 a 75 centímetros cúbicos de volumen. Aproximadamente cuatro docenas de ellos podrían entrar en una sección de 10 centímetros de largo de un criobot de 25 centímetros de diámetro, ocupando solo alrededor del 15% del volumen de carga científica. Eso dejaría mucho espacio para instrumentos científicos más potentes, pero menos móviles que podrían recopilar datos durante el largo viaje a través del hielo y proporcionar mediciones estacionarias en el océano.
La misión Europa Clipper, cuyo lanzamiento está planificado para el 2.024, comenzará a obtener datos científicos mediante su conjunto de instrumentos, durante sus múltiples sobrevuelos, cuando llegue a la luna joviana en 2.030. Mirando en un futuro más lejano, se están desarrollando proyectos de criobots para investigar tales mundos oceánicos a través del programa Scientific Exploration Subsurface Access Mechanism for Europa (SESAME) de la NASA, además de con otros programas de desarrollo de tecnología de la NASA.
Mejor juntos
A pesar de lo ambicioso que es el concepto SWIM, su intención sería reducir el riesgo y mejorar el rendimiento científico. El criobot se conectaría a través de un cable de comunicaciones al módulo de aterrizaje ubicado en la superficie, que a su vez sería el punto de contacto con los controladores de la misión en la Tierra. Ese enfoque, junto con el espacio limitado para incluir un gran sistema de propulsión, significa que el criobot probablemente no pueda aventurarse mucho más allá del punto donde el hielo se encuentra con el océano.
“¿Qué pasa si, después de todos esos años supone llegar a un océano, atraviesas la capa de hielo en el lugar equivocado? ¿Qué pasa si hay signos de vida allí, pero justo no donde entraste al océano? dijo el científico del equipo SWIM Samuel Howell del JPL, quien también trabaja en Europa Clipper. “Al traer estos enjambres de robots con nosotros, podríamos mirar ‘allá’ para explorar mucho más del entorno de lo que permitiría un solo criobot”.
Howell comparó el concepto con el Ingenuity Mars Helicopter de la NASA, el compañero del rover Perseverance de la agencia en el Planeta Rojo. “El helicóptero amplía el alcance del rover, y las imágenes que envía son un contexto para ayudar al rover a comprender cómo explorar su entorno”, dijo. “Si en lugar de un helicóptero tuvieras un montón, sabrías mucho más sobre tu entorno. Esa es la idea básica de SWIM”.
“SWIM también permitiría recopilar datos de la batería nuclear del criobot, que la sonda utilizaría para derretir el hielo y abrir paso hacia el océano líquido. Una vez en el océano, ese calor de la batería crearía una burbuja térmica, derritiendo lentamente el hielo de arriba y pudiendo provocar reacciones que cambiaran la química del agua”, dijo Schaler.
Además, los robots SWIM podrían “agruparse” en un comportamiento inspirado en peces o pájaros, reduciendo así los errores en los datos con sus mediciones superpuestas. Los datos de ese grupo también podrían mostrar gradientes: temperatura o salinidad, por ejemplo, aumentando a través de los sensores colectivos del enjambre y apuntando hacia la fuente de la señal que están detectando.
“Si hay gradientes de energía o gradientes químicos, así es como puede empezar a surgir la vida. Tendríamos que ir río arriba desde el criobot para detectarlos”, dijo Schaler.
Cada robot tendría su propio sistema de propulsión, ordenador a bordo y sistema de comunicaciones por ultrasonido, junto con sensores simples de temperatura, salinidad, acidez y presión. Los sensores químicos para monitorear biomarcadores (signos de vida) serán parte del estudio de Fase II de Schaler.
Más sobre NIAC
El NIAC está financiado por la Space Technology Mission Directorate de la NASA, que es responsable de desarrollar las nuevas tecnologías y capacidades transversales que necesita la agencia. El programa fomenta la exploración financiando estudios en etapas iniciales para evaluar tecnologías que podrían respaldar futuras misiones aeronáuticas y espaciales. Los investigadores del gobierno, la industria y la academia de E.E.U.U. con ideas de alto impacto, pueden presentar propuestas.
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