قاعدة قمر المستقبل؟ تستكشف الروبوتات أنابيب الحمم البركانية كمأوى لرواد الفضاء

ويقوم فريق بحث من مختبر الروبوتات الفضائية بجامعة ملقة، المشارك في المشروع، باختبار والتحقق من صحة ثلاثة روبوتات في جزيرة لانزاروت البركانية بإسبانيا.

تعد حماية رواد الفضاء ومعداتهم بمجرد مغادرتهم الشرنقة المغناطيسية للأرض أحد التحديات الأساسية للاستكشاف المستمر للقمر والمريخ.

يعد سطح القمر على وجه الخصوص مكانًا لا يرحم: بدون غلاف جوي أو غلاف مغناطيسي، يتعرض لقصف مستمر من الإشعاع الشمسي والكوني القوي، ويتحمل بعضًا من أشد التقلبات في درجات الحرارة في النظام الشمسي – من ارتفاعات شديدة تبلغ حوالي 121 درجة مئوية في ضوء الشمس إلى انخفاضات شديدة البرودة بالقرب من -146 درجة مئوية في الظلام.

وفي المناطق القطبية المظللة بشكل دائم، يمكن أن تنخفض درجات الحرارة إلى حوالي -240 درجة مئوية. علاوة على ذلك، يؤدي هطول أمطار متواصلة من النيازك الدقيقة إلى تآكل السطح وضربه بالرمل. ولذلك فإن أي وجود بشري طويل الأمد يجب أن يجد مأوى من الإشعاع والإجهاد الحراري وتأثيرات الغبار فائق السرعة بدلاً من محاولة تحملها مباشرة على السطح.

النشاط البركاني القديم على القمر و المريخ لقد تركت وراءها أنابيب الحمم البركانية التي يُنظر إليها الآن على أنها مواقع واعدة لمعسكرات القاعدة المستقبلية، مما يوفر حماية طبيعية تحت السطح. تشير المناور والأجزاء المنهارة من الأسقف الأنبوبية والجداول المتعرجة الطويلة التي تم تحديدها في الصور المدارية إلى وجود فراغات تحت السطح واسعة النطاق، لكن الصور وحدها لا يمكنها الكشف عن الأنابيب السليمة أو المناسبة للموائل، مما يجعل الاستكشاف الآلي المباشر ضروريًا على الرغم من الظروف القاسية وتقييد الوصول.

رؤية أوروبية لاستكشاف باطن الأرض

والآن، قام اتحاد أوروبي، يضم مختبر الروبوتات الفضائية في جامعة ملقة، بتصميم مفهوم مبتكر لمهمة استكشاف نفق الحمم البركانية. وقد تم نشر هذا المفهوم للتو في المجلة العلمية الروبوتات العلمية. وهي تتألف من فريق من ثلاثة روبوتات غير متجانسة تتعاون بشكل مستقل لاستكشاف ورسم خرائط لهذه البيئات القاسية بكفاءة، ويتم اختبارها في كهوف لانزاروت (إسبانيا) مع إطلالة على القمر.

وينقسم مفهوم المهمة إلى أربع مراحل: رسم الخرائط التعاونية للمنطقة المحيطة بمدخل نفق الحمم البركانية (المرحلة 1)؛ نشر مكعب حمولة مستشعر يتم إخراجه إلى الكهف لجمع البيانات الأولية (المرحلة 2)؛ هبوط مركبة استكشافية عبر المدخل (المرحلة 3)؛ والاستكشاف ورسم الخرائط التفصيلية ثلاثية الأبعاد للداخل (المرحلة 4).

الاختبار في كهوف لانزاروت

في فبراير 2023، أخذ فريق البحث نظامهم المكون من ثلاثة روبوتات إلى كهف الحمم البركانية في جزيرة لانزاروت البركانية لإجراء تجربة ميدانية واسعة النطاق. الحملة نظمها اتحاد بقيادة مركز الأبحاث الألماني للذكاء الاصطناعي (DFKI)، بمشاركة جامعة ملقة وشركة GMV الإسبانية، وأظهرت أن الروبوتات يمكنها تنفيذ المهمة المخطط لها ذات المراحل الأربع في بيئة واقعية.

عملت SherpaTT وLUVMI-X معًا لرسم خريطة للمدخل وإنشاء نموذج ارتفاع رقمي مفصل، وتم نشر مكعب الحمولة المستشعر بكاميرات عالية السرعة لمحاكاة السقوط الحر على النمط القمري وإعادة بناء كوة ثلاثية الأبعاد، وتم إنزال المركبة الجوالة Coyote III بنجاح إلى الكهف، حيث اجتازت التضاريس القاسية أثناء جمع السحب النقطية والبيانات ثلاثية الأبعاد الأخرى.

على الرغم من أن القيود الجوية واللوجستية منعت الفريق من تكرار كل مرحلة بالقدر الذي كانوا يعتزمونه، إلا أن النتائج أظهرت أن المفهوم العام للمهمة سليم من الناحية الفنية وأن مجموعة منسقة من الروبوتات غير المتجانسة يمكنها استكشاف أنبوب الحمم البركانية ورسم خريطة له بشكل فعال.

وتشير الدراسة إلى أن هذا النوع من النظام الآلي التعاوني يمكن أن يلعب دورًا رئيسيًا في البعثات المستقبلية إلى القمر أو المريخ من خلال تقييم كهوف الحمم البركانية كمواقع قاعدة محمية محتملة، كما أنه يعطي زخمًا مهمًا لتطوير تقنيات روبوتية مستقلة لاستكشاف الكواكب.

المرجع: “الاستكشاف الآلي التعاوني لسطح كوة كوكبية وكهف الحمم البركانية” بقلم راؤول دومينغيز، كارلوس بيريز ديل بولغار، غونزالو جيه. باز ديلجادو، فابيو بوليسانو، جوناثان بابل، تييري جيرما، يوليا دراجومير، فاليري سيارليتي، آن كلير بيرثيت، ليون سيدريك دانتر وفرانك كيرشنر، 13 أغسطس 2025, الروبوتات العلمية.
دوى: 10.1126/scirobotics.adj9699

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل, يكتشف، و أخبار.