W północno-wschodniej Kalifornii znajduje się szereg jaskiń, które powstały tysiące lat temu, gdy wulkany wybuchły lawą, która później zastygła, pozostawiając tunele wystarczająco szerokie, aby mogli przez nie przejść ludzie. Ale Ziemia nie jest jedyną planetą w naszym Układzie Słonecznym, na której znajdują się wulkany — pozaziemskie jaskinie powstały w całym Układzie Słonecznym.
Weźmy na przykład Marsa. Miliony lat, zanim zacznie istnieć życie Ziemia doszło do erupcji wulkanów także na Czerwonej Planecie. Wulkany marsjańskie wydają się obecnie uśpione, ale poprzednia aktywność pozostawiła po sobie największą sieć tuneli w Układzie Słonecznym. Powstałe w ten sposób tunele lawy rozciągają się na ponad 250 metrów średnicy, co stanowi ponad ośmiokrotność szerokości tuneli w Kalifornii. Jak dotąd badacze to zrobili znaleziony włączone systemy rurowe Mars osiągając ponad 746 mil (1200 kilometrów), co wystarczy, aby trzykrotnie pokryć kontynentalne Stany Zjednoczone. Ponadto naukowcy uważają, że nie odkryto jeszcze więcej tuneli.
Aby jednak zrozumieć, jak rozległa jest ta sieć, naukowcy przekraczają granice eksploracji kosmosu. Jeden z tych naukowców sugeruje pomysł „dronów mniszka lekarskiego”.
Obecnie nasze wysiłki związane z eksploracją Marsa w dużej mierze opierają się na łazikach, np Ciekawość I Wytrwałość. Jednak pomimo tego, że te zrobotyzowane pojazdy są pionierskie, osiągają swoje ograniczenia, jeśli chodzi o rury lawowe.
„Łaziki są wielkości autobusu szkolnego” – powiedział Space.com Mostafa Hassanalian, profesor nadzwyczajny w New Mexico Tech. – Dlatego nie mogą wejść.
Atmosfera Marsa jest również bezlitosna, co oznacza, że wiatry osiągające prędkość do 97 kilometrów na godzinę mogą zmęczyć tych odkrywców, a nawet podarte kawałki z łazika Curiosity na przestrzeni lat.
Co to jest dron mniszka lekarskiego?
Drony Hassanaliana zaprojektowano w oparciu o ideę biomimikry: koncepcji, zgodnie z którą robotyka powinna kopiować to, co obserwujemy w naturze, zamiast wymyślać na nowo to, czego natura już udało się dokonać.
Hassanalian twierdzi, że biomimikra często zawodzi, gdy projekt jest zbyt duży, ale jest najskuteczniejsza w mikroskali. „Nie bez powodu samoloty nie latają” – wyjaśnił.
Na przykład koncepcja drona mniszka lekarskiego zaczyna się od innego rodzaju robota, który Hassanalian i jego zespół zaprojektowali, zwanego „robotem typu roll-poly”, opartego na pigułce, która w obliczu zagrożenia zwija się w kłębek. Pomysł polega na tym, aby wypuścić drona-robaka przez dziurę w sklepieniu jaskini i wyposażyć go w spadochron, który umożliwi mu zejście na dno jaskini. Ten robot typu roll-poly będzie trzymał w sobie tysiące małych dronów, zwanych dronami mniszka lekarskiego.
Następnie robot-pillbug wypuści wszystkie tysiące dronów znajdujących się w jaskini, a roboty mniszkowe będą napędzane przez silne wiatry Marsa na wiele kilometrów i w trakcie lotu będą mapować tunele.
Jednak jedną z przeszkód będzie zapewnienie wystarczającej siły wiatru, aby unieść drony mniszka lekarskiego. Ponieważ nic stworzonego przez człowieka nigdy nie dostało się do marsjańskich rur lawowych, naukowcy nie są do końca pewni, jak silne będą wiatry. Problemem byłby brak wiatru.
Jednak wielu badaczy uważa, że dziury w suficie systemu jaskiń będą wentylować tunele, przez co będzie w nich bardzo wietrznie. Dodatkowo robot jest wyposażony w wentylator o dużej mocy, na wypadek gdyby wiatr nie był wystarczająco silny lub ucichł.
Kolejną komplikacją, o której zespół musi pomyśleć, jest fakt, że światło słoneczne nie może przedostać się do jaskini, w związku z czym panele słoneczne – najpopularniejsze źródło zasilania statku kosmicznego – nie będą działać. Zamiast tego Hassanalian zaprojektował drony mniszkowe do pracy z piezoelektrycznością wykonaną z elastycznego polimeru, który generuje ładunek elektryczny.
Na etapie projektowania zespół zdał sobie również sprawę, że nasiona napędzane powietrzem w naturze są zwykle białe, ponieważ odbijają więcej światła słonecznego, dzięki czemu są chłodniejsze i lżejsze. Planują zatem pomalować drony mniszka lekarskiego na biało, aby umożliwić im dalszą podróż.
Gdy drony znajdą się w powietrzu, będą przesyłać dane za pomocą sygnałów radiowych, zbierając odczyty wilgotności i temperatury i ostatecznie tworząc plan całego systemu tuneli.
Wyścig do tuneli
Hassanalian’s nie jest jedynym zespołem zajmującym się eksploracją rur lawowych. W serii testów rozpoczynających się w 2023grupa europejskich naukowców pod kierownictwem Laboratorium Robotyki Kosmicznej na Uniwersytecie w Maladze zrzuciła roboty do rur lawowych znalezionych na hiszpańskiej wyspie Lanzarote, aby sporządzić mapę systemu tuneli w ramach przygotowań do ewentualnej przyszłej misji na Marsa.
NASA również dokonała 72 loty za pomocą Pomysłowy helikopter marsjański po powierzchni planety, co dowodzi potencjału dalszych eksploracji. Ale ten dron został zaprojektowany do latania na świeżym powietrzu i nigdy wcześniej nie miał okazji zapuścić się do rur lawowych. spotkanie z jego upadkiem w 2024 r.
Warkot plany opracowane przez NASA sugerują, że agencja kosmiczna jest szczególnie zainteresowana Arsia Mons, wulkanem tarczowym w regionie Tharsis na Marsie, obejmującym największe wulkany Układu Słonecznego, takie jak Olimp Mons — prawie trzy razy wyższy od Mount Everest.
Sam region Tharsis ma wielkość planety karłowatej Ceres. Kiedy uformowało się zgrubienie, dodało tyle masy, że uważa się, że Mars przechylił się o około 20 stopni. Naukowcy debatują nad dokładnym powodem, ale teorie uwzględniają ogromną kolizję we wczesnej historii Marsa lub niestabilne pióropusze płaszcza.
Wulkan Arsia Mons jest przedmiotem szczególnego zainteresowania NASA, ponieważ agencja zauważyła dziury w tarczy w miejscach, gdzie zawalił się strop wulkanu, pozostawiając świetliki i odsłaniając wewnątrz rozległą sieć tuneli.
Odczyty termiczne pobrane z dziur wulkanicznych sugerowały, że temperatura wewnątrz nie zmienia się tak drastycznie jak na powierzchni, co budziło nadzieje, że pewnego dnia ludzie będą mogli w nich żyć, a nawet pomysł, że życie pochodzące z Marsa przetrwał w środku.
NASA również przygląda się temu potencjalne jaskinie na Tytanienajwiększy księżyc Saturna, wybierając Johnsa Hopkinsa Statek kosmiczny „Ważka”. do eksploracji powierzchni.
Ludzie powinni wylądować na planecie dopiero w latach trzydziestych XXI wieku najwcześniej. Kiedy w końcu nadejdzie ten dzień, zwiad za pomocą dronów może okazać się kluczowy dla długoterminowego przetrwania ludzkości na Marsie.
