فراتر از سپر محافظ جو زمین، فضا همچنان محیطی بسیار دشوار و در بسیاری از موارد کاملاً خشن است. در جاهایی که انسان هنوز امکان حضور ندارد، رباتها به کمک ما میآیند و این رباتها روزبهروز هوشمندتر و توانمندتر میشوند.
آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) بهتازگی نمونه اولیه یک مریخنورد جدید را در صحرای کلرادو آزمایش کرده است. این مریخنورد که ERNEST (مخفف Exploration Rover for Navigating Extreme Sloped Terrain) نام دارد، طی ۳۷ ساعت رانندگی و در طول هفت روز آزمایش متناوب، موفق شد حدود ۲۶ کیلومتر را طی کند.
ERNEST یک نمونه اولیه بسیار امیدوارکننده است، زیرا علاوه بر توانایی عبور آسان از مسیرهای بسیار دشوار، میتواند با سرعتی حدود ۱۰ برابر بیشتر از حداکثر سرعت مریخنوردهای Perseverance و Curiosity حرکت کند. این ربات برای مقابله با زمینهایی طراحی شده که ممکن است حتی این دو مریخنورد مشهور نیز قادر به عبور از آنها نباشند.
عیسی نسناس، فناوریدان ارشد JPL و مسئول بخش سامانههای خودران در یکی از طرحهای مفهومی ناسا برای توسعه یک مریخنورد دوربرد آینده جهت مأموریتهای ماه، در بیانیهای گفت:
«این آزمایشها به ما کمک میکنند تا سختافزار حرکتی و نرمافزار هدایت خودکار را برای پیمایش مسافتهای بسیار طولانی در انواع مختلف زمینها و شرایط نوری که انتظار میرود در ماه با آنها روبهرو شویم، بهینه کنیم.»
مریخنوردهایی که بتوانند مسافت بیشتری را با سرعت بالاتر و استقلال بیشتر طی کنند، یکی از اجزای کلیدی برنامه ناسا برای ایجاد پایگاه دائمی روی ماه به شمار میروند. تیم نسناس اکنون روی نمونهای کار میکند که دو برابر ERNEST اندازه دارد. این نمونه که حدود ۱.۲ متر طول دارد، قرار است همان سرعت و توان پیمایش بالا را حفظ کند.
جیمز کین، دانشمند علوم سیارهای JPL که روی مأموریتهای ماه فعالیت میکند، گفت:
«با چنین وسیلهای میتوان یک سفر علمی جادهای در سراسر ماه یا حتی مریخ انجام داد.»
ماراتن؛ و گاهی هم دوی سرعت
مریخنوردها بدون هدف حرکت نمیکنند، اما مقایسه عملکرد ERNEST با مریخنوردهای فعلی واقعاً چشمگیر است.
مریخنورد Opportunity از سال ۲۰۰۴ تا پایان مأموریت خود در سال ۲۰۱۹، در مجموع ۴۵.۱۶ کیلومتر را پیمود. Curiosity که در سال ۲۰۱۲ روی مریخ فرود آمد، تاکنون ۳۷.۱۶ کیلومتر حرکت کرده است. در همین حال، Perseverance تنها طی پنج سال نخست فعالیت خود، چند روز پیش نخستین ماراتن کامل خود را به پایان رساند و اکنون در آستانه شکستن رکورد Opportunity قرار دارد.
مارک میمون، راننده باسابقه مریخنوردها و مهندس سامانههای حرکتی در JPL، در گفتوگو با IFLScience توضیح داد:
«اینکه مریخنورد چگونه زمان خود را صرف کند، به تصمیم تیم علمی بستگی دارد. اگر هدف فقط طی کردن چند کیلومتر باشد، میتوانیم این کار را ظرف چند هفته انجام دهیم.»
او ادامه داد:
«اما در عمل، بیشتر زمان صرف انجام بررسیهای علمی با استفاده از حسگرهای متعدد مریخنورد میشود، بنابراین احتمالاً مدتی طول خواهد کشید تا رکورد Opportunity را پشت سر بگذاریم.»
وی افزود:
«البته باید توجه داشت که Opportunity نزدیک به ۱۵ سال فعالیت کرد، در حالی که Perseverance هنوز به پنج سال نرسیده است. بنابراین احتمالاً رکورد آن را حدود سه برابر سریعتر خواهیم شکست.»
Perseverance هنگام حرکت از قابلیت رانندگی خودکار نیز بهره میبرد. اگرچه مسیر کلی همچنان توسط اپراتورها تعیین میشود، اما خود مریخنورد در هر ثانیه دهها بار محیط اطراف را بررسی میکند تا مطمئن شود حرکت آن کاملاً ایمن است. همین موضوع باعث شده بتواند با سرعت بیشتری و در عین حال با حفظ ایمنی حرکت کند.
میمون در این باره گفت:
«این یک دستاورد بزرگ مهندسی است که جدیدترین مریخنورد ما اکنون میتواند آنقدر سریع و دقیق خودش رانندگی کند که رانندگی خودکار به روش اصلی طی کردن مسیرهای طولانی تبدیل شده است. در واقع، بیش از ۹۰ درصد تمام رانندگیهای Perseverance اکنون بهصورت خودکار انجام میشود.»
نسلهای بعدی ERNEST حتی توانایی بیشتری در تصمیمگیری مستقل خواهند داشت و میتوانند بهترین مسیر و مناسبترین روش برای پیمایش را خودشان انتخاب کنند.
پیش از آن نیز شاهد ورود مریخنورد اروپایی Rosalind Franklin خواهیم بود که قرار است حدود سال ۲۰۳۰ روی مریخ فرود بیاید، بهصورت خودکار حرکت کند و با حفاری در سطح سیاره به جستوجوی نشانههای احتمالی حیات بپردازد.
بازگشت به زحل
توانایی تصمیمگیری هوشمند تنها به مریخ محدود نمیشود و در یکی از هیجانانگیزترین مأموریتهای آینده ناسا نیز نقش اساسی خواهد داشت؛ مأموریت Dragonfly که قرار است در سال ۲۰۳۴ روی تیتان، بزرگترین قمر زحل، فرود بیاید.
این مأموریت ادامهدهنده موفقیت بالگرد Ingenuity خواهد بود؛ وسیلهای که ابتدا تنها بهعنوان یک آزمایش فناوری طراحی شده بود، اما بعدها به همراه دائمی Perseverance تبدیل شد و نخستین وسیله پرندهای بود که در جهانی غیر از زمین پرواز کرد.
Dragonfly یک گام فراتر خواهد رفت و به یک آزمایشگاه علمی پرنده تبدیل میشود که میتواند مناطق مختلف تنها جرم منظومه شمسی، بهجز زمین، را که دارای رودخانهها و دریاچهها است، بررسی کند.
زیبی ترتل، پژوهشگر ارشد مأموریت Dragonfly در آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جانز هاپکینز، گفت:
«Dragonfly مأموریتی برای کشف حیات نیست؛ بلکه هدف آن بررسی شیمیای است که پیش از شکلگیری زیست روی زمین وجود داشته است.»
رودخانهها و دریاچههای تیتان از آب تشکیل نشدهاند، زیرا دمای این قمر بسیار پایین است. این پهنههای مایع از متان و سایر هیدروکربنها تشکیل شدهاند. بسیاری از دانشمندان معتقدند ترکیب شیمیایی تیتان شباهت زیادی به وضعیت زمین پیش از پیدایش حیات دارد.
Dragonfly حتی میتواند به شناسایی ترکیب مرموزی کمک کند که اخیراً روی سطح تیتان و همچنین پلوتو کشف شده است. از آنجا که ارسال و دریافت پیام میان زمین و تیتان بین ۷۰ تا ۹۰ دقیقه زمان میبرد، این فضاپیما ناچار است بسیاری از تصمیمهای خود را بهصورت مستقل اتخاذ کند.
قرار است Dragonfly در هر محل فرود به مدت یک یا دو روز تیتانی، که هر کدام معادل ۱۶ روز زمینی هستند، باقی بماند و پس از جمعآوری اطلاعات علمی، به منطقه بعدی پرواز کند تا شناخت ما از این دنیای اسرارآمیز را گسترش دهد.
در سالهای آینده مریخنوردها، فرودگرها و پرندههای رباتیک بیشتری راهی فضا خواهند شد. یکی از اهداف احتمالی آینده نیز قمر انسلادوس، دیگر قمر زحل، است که برخی دانشمندان آن را یکی از امیدوارکنندهترین مکانها برای یافتن حیات در منظومه شمسی میدانند.
رباتها این امکان را برای بشر فراهم میکنند که به مکانهایی سفر کند که هنوز حضور انسان در آنها امکانپذیر یا ایمن نیست؛ و خبر خوب این است که این کاوشگران رباتیک هر روز هوشمندتر از گذشته میشوند.
