Sukces zespołu Innspace
Projekt robotycznej misji na Marsa przygotowany przez zespół Innspace dostał się do finałowej szóstki w konkursie Telerobotic Mars Mission organizowanym przez The Mars Society. Finałowe zmagania odbyły się podczas konferencji „International Mars Society Convention” w USA, a zespół Innspace zajął drugie miejsce i zdobył nagrodę w wysokości 5000$.
W konkursie Telerobotic Mars Mission wzięły udział drużyny z całego świata, podejmując wyzwanie zaprojektowania misji robotycznej, która będzie mogła być zrealizowana w ciągu następnych 10 lat, a cały sprzęt będzie ważył nie więcej niż 10 ton. Do finału zakwalifikowano sześć drużyn: trzy drużyny z USA, jedna z Kanady i jedna z Niemiec oraz zespół Innspace z Polski.
Zespół Innspace
W skład zespołu Innspace weszli studenci z Wydziału Budowy Maszyn i Lotnictwa Politechniki Rzeszowskiej. Nad projektem przez kilka miesięcy pracował interdyscyplinarny zespół inżynierów i naukowców w składzie: lider projektu Piotr Torchała, Hubert Gross, Nikodem Drąg, Kajetan Szostek, Milena Michalska, Kamil Ziółkowski, Michał Słomiany, Ewa Borowska, Magdalena Łabowska, Nikola Bukowiecka, Aleksandra Klassa, Bartosz Rybacki, Beata Suścicka i Justyna Pelc.
Życie na Marsie
Czy jesteśmy sami we Wszechświecie? – na to pytanie ludzkość ciągle poszukuje odpowiedzi. Znalezienie życia na powierzchni Marsa jest mało prawdopodobne ze względu na niesprzyjające warunki: duże wahania temperatury, znikoma atmosfera, znaczne promieniowanie i pył. Aby dokonać przełomowych odkryć, należy znaleźć miejsce, które charakteryzuje się stabilnymi warunkami, najlepiej więc zejść pod powierzchnię Czerwonej Planety.
„Wiercenie w powierzchni Marsa nie jest prostym zadaniem, co zauważyliśmy podczas misji Insight. Postanowiliśmy więc poszukać naturalnych przestrzeni, które zapewnią ochronę przed warunkami zewnętrznymi. Te przestrzenie to lava tubes, czyli tunele lawowe” – mówi Piotr Torchała, lider projektu.
Czym są lava tubes?
Tunele lawowe to pozostałości płynącej lawy, które tworzą podziemne tunele o okrągłym lub łukowatym kształcie. Można je znaleźć na Ziemi, np. na Hawajach. Marsjańskie tunele lawowe nie zostały jeszcze zbadane i niewiele wiadomo na temat ich geologii i formacji. Zostały odkryte dzięki kraterom powstałym w wyniku uderzenia meteorytu. Powstałe w ten sposób otwory pozwoliły potwierdzić obecność tuneli lawowych na Marsie. Lava tubes są idealnym miejscem do poszukiwania życia. W tunelu temperatura powinna być stała, a jej wahania niewielkie. Ponieważ gruba warstwa regolitu chroni środowisko tunelu przed promieniowaniem, mamy większe szanse znaleźć tam życie bądź przynajmniej ślady jego występowania na Marsie w przeszłości.
Przyszłe bazy
Lava tubes stanowią interesujący cel eksploracyjny, nie tylko z punktu widzenia nauki, ale także przyszłej eksploracji Marsa. Uważa się je również za potencjalną lokalizację do budowy bazy na Marsie. Podejrzewa się, że znajduje się w nich zamarznięta woda, która w przyszłości może być wykorzystana do zasilenia bazy w ten niezbędny do przetrwania surowiec.
Lokalizacja przyszłej misji
Celem misji jest Coprates Canyon, który znajduje się obok Coprates Chasma, będącego częścią systemu kanionów Valles Marineris. „Zdecydowaliśmy się na ten wybór miejsca, ponieważ podejrzewamy, że nie tylko znajdziemy wiele tuneli lawowych, na których istnienie wskazują zawaliska, lecz także inne interesujące nas obszary, np. młode kratery i wulkany błotne” – mówi Nikola Bukowiecka odpowiedzialna za wybór lokalizacji.
Pluton robotów
Znalezienie życia poza Ziemią byłoby przełomowym odkryciem. Nie osiągniemy tego jednak, wysyłając jednego robota na kilkuletnią misję. Musimy sprawdzić miejsca, w których znajdują się najlepsze warunki dla życia i przygotować taką misję, która pozwoli przeszukać jak największy obszar, tak aby zwiększyć prawdopodobieństwo interesujących nas odkryć. Dlatego zaproponowaliśmy misję LATE (LAva Tubes Explorers) z czterema jeżdżącymi, 24 chodzącymi i 116 latającymi robotami. „Aby przeprowadzić złożoną operację w trudnym środowisku na Marsie, należy polegać na różnych robotach zarówno jeżdżących, jak i kroczących czy latających, a także zadbać o redundancję takiego rozwiązania. Wysłanie kilku zestawów robotów, zwanych w naszym przypadku plutonami, jest niezbędne, by w krótkim czasie zbadać duży obszar terenu” – dodaje Justyna Pelc, członek zespołu.
Proponowana misja zakłada cztery plutony robotów, których głównymi jednostkami (dowódcami) są duże mobilne pojazdy transportowe. Każdy pluton składa się z pięciu typów robotów. Są to:
- łaziki transportowe – jeżdżące roboty, których konstrukcja oparta jest na łazikach Curiosity i Perseverance odpowiedzialnych za dostarczanie robotów kroczących do tuneli lawowych i dostarczanie im energii,
- roboty kroczące – odpowiednio dostosowane konstrukcje, opierające się na robotach Spots firmy Boston Dynamics, które będą odpowiedzialne za rozpoznanie tuneli lawowych i tworzenie map 3D tych tuneli,
- dwa rodzaje robotów latających – wielowirnikowce i płatowce VTOL (pionowego startu i lądowania) odpowiedzialne za wstępne rozpoznanie i transport próbek,
- Miniboty napędzane małymi silnikami odrzutowymi do eksploracji wąskich przejść i niedostępnych miejsc.
Z Marsa na Ziemię i z powrotem
Nawet najlepsze roboty nie dostarczą wszystkich informacji. Zespół Innspace zaproponował więc design misji powrotnej, dzięki której będzie możliwe sprowadzenie części próbek z Marsa na Ziemię. Kolejnym krokiem w eksploracji Marsa powinna być misja załogowa, dlatego też część robotów wyposażono w dodatkową funkcję. Po wykonaniu swoich zadań zajmą się one przygotowaniem wybranego miejsca pod przylot astronautów na Marsa, a następnie będą mogły ich wspierać podczas tej misji.
Największe wyzwanie
„Organizatorzy postawili przed nami wyzwanie zaprojektowania misji, która jest możliwa do zrealizowania w ciągu najbliższej dekady. Musieliśmy przyjąć takie rozwiązania na wysokim poziomie technologicznym, co znacznie ograniczyło nasze możliwości” – dodaje Hubert Gross, członek zespołu konstrukcyjnego.
Zespół Innspace zastosował w projekcie opracowane i przetestowane rozwiązania oraz wykorzystał instrumenty naukowe, które zostały sprawdzone w poprzednich misjach robotów na Marsa. Aż trzy czwarte tych technologii ma gotowość technologiczną (TRL Technology Readiness Level) 6 lub więcej. Dzięki zaproponowanemu rozwiązaniu misja jest przystępna cenowo i osiągalna w najbliższych latach.
