Ιπτάμενα μπαλάκια θα εξερευνήσουν το υπέδαφος και τα σπήλαια του Τιτάνα
Σφαιρικού σχήματος ιπτάμενα αντικείμενα που ονομάζονται «Aerobots» θα μπορούσαν κάποια μέρα να εξερευνήσουν σπήλαια στον Τιτάνα, τον μεγαλύτερο δορυφόρο του Κρόνου που οι επιστήμονες θεωρούν ότι βρίσκεται σε μια γεωατμοσφαιρική και χημική κατάσταση παρόμοια με αυτή στην οποία βρισκόταν η Γη στη βρεφική της ηλικία γεγονός που επιτρέπει να φωτίζονται και διάφορα χρήσιμα στοιχεία για την εξέλιξη του πλανήτη μας.
Ο Τιτάνας είναι καλυμμένος με ποτάμια, λίμνες και θάλασσες υδρογονανθράκων όπως μεθάνιο και αιθάνιο καθώς και με ένα παράξενο ανάγλυφο που περιλαμβάνει υπόγειες καταβόθρες και σπήλαια. Κανένα ρομπότ τύπου ρόβερ δεν θα μπορούσε εύκολα να κινηθεί σε αυτό το έδαφος όμως ιπτάμενα οχήματα ίσως τα καταφέρουν καλύτερα.
Μια νέα χρηματοδότηση στο πλαίσιο του προγράμματος Innovative Advanced Concepts (NIAC) της NASA έχει ως στόχο να δημιουργήσει μικρά ιπτάμενα οχήματα που θα μπορούσαν να εξερευνήσουν αυτά τα σπήλαια.
Δεν είναι σαφές αν τα Aerobots — που ονομάζονται SPARK, από τα αρχικά του Solid-state Propulsion for Autonomous Reconnaissance of Karst («Προώθηση Στερεάς Κατάστασης για Αυτόνομη Αναγνώριση Καρστικών Περιοχών») θα είναι έτοιμα εγκαίρως για την αποστολή Dragonfly της NASA στον Τιτάνα δήλωσε ο επικεφαλής του προγράμματος Ντάνιελ Ντριου επίκουρος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Χαβάης στο Μανόα.
Αυτό συμβαίνει επειδή το SPARK βρίσκεται μόλις στην αρχή μιας εννεάμηνης χρηματοδότησης Φάσης 1 και θα χρειαστεί τουλάχιστον να ολοκληρώσει και τη Φάση 2, διάρκειας έως δύο ετών, προτού η προοπτική μιας εκτόξευσης γίνει «πιο ρεαλιστική», σημείωσε.
Η αποστολή Dragonfly έχει ως στόχο εκτόξευσης το 2028 αλλά αν η αποστολή καθυστερήσει θα δημιουργηθούν περισσότερες δυνατότητες για την προσθήκη νέων φορτίων ή πειραμάτων αργότερα στην αποστολή στην οποία ένα ειδικά σχεδιασμένο για τις συνθήκες του Τιτάνα drone θα ταξιδέψει στον Τιτάνα και θα τον εξερευνήσει. Κάποιοι ειδικοί έχουν διατυπώσει την άποψη ότι στον Τιτάνα θα μπορούσαν να δημιουργηθούν μεγάλες σε πληθυσμό αποικίες ανθρώπων.
Τα Aerobots
Όποτε όμως πραγματοποιηθεί η εκτόξευση ο Ντριου εκτιμά ότι το SPARK έχει καλές πιθανότητες να λειτουργήσει αποτελεσματικά στον Τιτάνα χάρη στους καινοτόμους ιοντικούς — δηλαδή ηλεκτρικούς — προωθητήρες του.
Ο Ντριού δήλωσε ότι ο σχεδιασμός του θα μπορούσε να «προσφέρει αυτονομία, ευελιξία στους ελιγμούς, ανθεκτικότητα στις δύσκολες συνθήκες που επικρατούν σε θερμοκρασίες κοντά στο κρυογενικό επίπεδο (παγωμένες συνθήκες) και να ελαχιστοποιεί τη διατάραξη από το ρεύμα αέρα προς τα κάτω των επιστημονικά σημαντικών στρωμάτων υδρογονανθράκων».
Ο Ντριου ότι το SPARK θα μπορούσε να αποτελέσει πρωτοπόρο στην εξερεύνηση σπηλαίων στον Τιτάνα αντίστοιχο με το ελικόπτερο Ingenuity στον Άρη, το οποίο πραγματοποίησε 72 πτήσεις περισσότερες από δεκαπλάσιες σε σχέση με όσες προβλεπόταν αρχικά να πραγματοποιήσει η αποστολή επίδειξης στον Κόκκινο Πλανήτη.
Από τα ιοντικά προωθητικά συστήματα στα ιπτάμενα ρομπότ
Ο Ντριου εργάζεται πάνω σε έναν συγκεκριμένο τύπο ιοντικών προωθητήρων, που ονομάζεται ηλεκτροϋδροδυναμική προώθηση (EHD) από την εποχή που έκανε μεταπτυχιακές σπουδές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια Μπέρκλι.
Μελέτησε διάφορους σχεδιασμούς για ιπτάμενα οχήματα και ενδιαφέρθηκε ιδιαίτερα για τη δημιουργία ρομπότ που θα κινούν τα «φτερά» τους με τρόπο παρόμοιο με πραγματικούς οργανισμούς. Κατά τη διάρκεια της έρευνάς του ανακάλυψε σχεδόν τυχαία την κοινότητα των ερασιτεχνών που ασχολούνται με τις λεγόμενες συσκευές «lifter».
«Αυτά τα πρωτότυπα αποτελούνται από τριγωνικά κομμάτια ξύλου μπάλσα, σύρμα μαγνήτη και αλουμινόχαρτο. Τα συνδέεις με τάση 40.000 βολτ από έναν μετασχηματιστή flyback που βγάζεις από έναν φούρνο μικροκυμάτων ή μια οθόνη CRT ή κάτι παρόμοιο, και μπορούν να αιωρούνται πάνω από το τραπέζι. Υπάρχουν πολλά παραδείγματα ανθρώπων που κατασκευάζουν τέτοιες συσκευές στο YouTube» λέει ο Ντριού.
Περαιτέρω έρευνα στα αρχεία αποκάλυψε πρώιμα πειράματα και μελέτες της NASA και της Πολεμικής Αεροπορίας που ήταν παρόμοια με αυτά που κατασκεύαζαν οι ερασιτέχνες.
Και συμπτωματικά το NIAC χρηματοδότησε μια άλλη ερευνητική ομάδα από το MIT η οποία ενδιαφερόταν να χρησιμοποιήσει την EHD προώθηση σε αεροσκάφη που θα πετούσαν στη Γη. Έτσι ο Ντριού θεώρησε ότι υπήρχε μια πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση για έρευνα.
«Με λίγα λόγια, πήρα αυτή την ιδέα και προχώρησα μαζί της. Έγραψα μια σειρά από επιστημονικές εργασίες στις οποίες δημιούργησα μικροκατασκευασμένα ιπτάμενα ρομπότ μεγέθους εκατοστών, τα οποία προωθούνταν από ατμοσφαιρικούς ιοντικούς προωθητήρες» εξηγεί ο Ντριού.
Στα επιτεύγματά του πριν από τη χρηματοδότηση του NIAC περιλαμβάνονται, σύμφωνα με τον ίδιο, η πρώτη επίδειξη μικροκατασκευασμένων EHD ενεργοποιητών — μηχανικών διατάξεων — καθώς και άλλα πρωτοποριακά επιτεύγματα, όπως η απογείωση ενός «ιονοσκάφους» μεγέθους εκατοστών και, στη συνέχεια, η μεταφορά ενός ωφέλιμου φορτίου.
«Πρόσφατα δημοσιεύσαμε τον σχεδιασμό και την απογείωση του πρώτου μικρο-hovercraft που προωθείται με ιόντα», πρόσθεσε αναφερόμενος σε μια εργασία στον διακομιστή προδημοσιεύσεων arXiv. Μπορεί να φαίνεται μια αρκετά εντυπωσιακή λίστα σημαντικών ορόσημων, αλλά στην πραγματικότητα δεν υπάρχουν πολλοί άνθρωποι που εργάζονται πάνω σε αυτό το αντικείμενο. Κυρίως συναγωνίζομαι τον ίδιο μου τον εαυτό.»
Οι εφαρμογές
Με τη στήριξη του NIAC ο Ντριού ελπίζει τώρα να μελετήσει βαθύτερα τα πλεονεκτήματα της EHD προώθησης όπως η δυνατότητα κλιμάκωσής της, το γεγονός ότι είναι σχεδόν αθόρυβη και η απλότητά της. Εφόσον πρόκειται για σύστημα στερεάς κατάστασης, υπάρχουν λιγότερα εξαρτήματα που μπορούν να παρουσιάσουν προβλήματα.
Οι εφαρμογές της τεχνολογίας θα μπορούσαν να επεκταθούν και πέρα από τον Τιτάνα. Πλήρως ηλεκτρικά αεροσκάφη, drones εσωτερικού χώρου και μικρά σμήνη ιπτάμενων ρομπότ είναι μερικές από τις πιθανές ιδέες.
Ωστόσο, ο Drew προειδοποιεί ότι η χρησιμότητα της τεχνολογίας θα είναι περιορισμένη. «Η μεγάλη αδυναμία είναι ότι απλώς δεν είναι ιδιαίτερα αποδοτική», είπε σχετικά με την EHD προώθηση. Εκτός αν υπάρξει μια σημαντική τεχνολογική ανακάλυψη, θα είναι αδύνατο να ανταγωνιστεί πραγματικά τις πιο συμβατικές τεχνικές προώθησης, όπως οι έλικες και οι κινητήρες τζετ, στη συντριπτική πλειονότητα των εφαρμογών στη Γη».
Τι θα εξετάσει η Φάση 1
Καθώς η Φάση 1 διαρκεί μόλις περίπου εννέα μήνες οι ερευνητές σχεδιάζουν να κινηθούν γρήγορα. Σκοπεύουν να σχεδιάσουν πειράματα να πραγματοποιήσουν μια «μελέτη συμβιβασμών» (trade study) για να καθορίσουν ποια υποσυστήματα πρέπει να έχουν προτεραιότητα σε τομείς όπως η τροφοδοσία με ενέργεια και να μοντελοποιήσουν ζητήματα όπως οι θερμικές επιδράσεις στο σύστημα ισχύος.
«Πιστεύω ότι η ιδέα του “στεκόμαστε στους ώμους γιγάντων” είναι βαθιά ενσωματωμένη στην κουλτούρα του NIAC. Η σημαντικότερη συνεισφορά μας στο τέλος αυτής της διαδικασίας θα είναι μια ολοκληρωμένη, δημόσια έκθεση. Η αξιοποίηση παλαιότερων σχετικών εκθέσεων, καθώς και άλλων ανοιχτών ερευνητικών εργασιών στον τομέα, είναι κρίσιμη για να γίνει σωστά αυτή η δουλειά» αναφέρει ο Ντριου.
Σχόλια