Ρομποτικό όχημα τύπου Rover με λέιζερ ετοιμάζεται για να εξερευνήσει τους σκοτεινούς κρατήρες της Σελήνης

συντάκτης News Typologos · 14 Μαΐου 2020

00:46:34,05/15/2020

Ρομποτικό όχημα τύπου Rover με λέιζερ εκ της ESΑ ετοιμάζεται για να εξερευνήσει τους σκοτεινούς κρατήρες της Σελήνης. Φωτογραφία: ©Fernando Gandía / GMV

Ένα φως λέιζερ που θα εκπέμπει από ένα ρομποτικό όχημα τύπου Rover και θα λάμπει μέσα στο σκοτάδι θα μπορούσε να «τροφοδοτήσει» τη ρομποτική εξερεύνηση των πιο δελεαστικών τοποθεσιών στο ηλιακό σύστημα μας: Π.χ. Θα μπορούσε να εξερευνήσει τους μόνιμα σκιασμένους κρατήρες γύρω από τους πόλους της Σελήνης, που πιστεύεται ότι είναι πλούσιοι σε πάγο νερού κι άλλα πολύτιμα υλικά.

Το πρόγραμμα Discovery & Preparation της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος ( ESA) χρηματοδότησε τη σχεδίαση ενός συστήματος λέιζερ, που θα διατηρείται σ’ ένα ρομποτικό όχημα και θα μπορέσει από απόσταση έως και 15 χιλιομέτρων να εξερευνήσει μερικούς από αυτούς τους σκοτεινούς κρατήρες.

Στα υψηλότερα σεληνιακά γεωγραφικά πλάτη παραμένει χαμηλός ο Ήλιος στον ορίζοντα καθ’ όλο το χρόνο, ρίχνοντας μεγάλες σκιές που κρατούν τους βυθισμένους κρατήρες στη μόνιμη σκιά, ενδεχομένως σε χρονική κλίμακα δισεκατομμυρίων ετών.

Δεδομένα από το Lunar Reconnaissance Orbiter της NASA , το Chandrayaan-1 της Ινδίας και το SMART-1 της ESA δείχνουν ότι αυτές οι «μόνιμα σκιασμένες περιοχές» είναι πλούσιες σε υδρογόνο, υποδηλώνοντας έντονα ότι μπορεί πιθανά να βρεθεί εκεί πάγος νερού.

Εκτός από το επιστημονικό ενδιαφέρον, αυτός ο πάγος θα ήταν πολύτιμος για τους σεληνιακούς αποίκους ως πηγή πόσιμου νερού, οξυγόνου για αναπνοή, καθώς και ως πηγή των καυσίμων των πυραύλων υδρογόνου. Ωστόσο, για να το μάθουν με βεβαιότητα οι επιστήμονες απαιτείται η είσοδος σε αυτούς τους σκοτεινούς κρατήρες και η διάτρησή τους.

Οποιοδήποτε rover που αναζητά τις σκιασμένες περιοχές θα πρέπει να το κάνει χωρίς την παροχή ηλιακής ενέργεια, ενώ θ’ ανταγωνίζεται με θερμοκρασίες συγκρίσιμες με την επιφάνεια του Πλούτωνα, που φθάνουν έως και τους -240 ° βαθμούς Κελσίου, δηλαδή μόλις 30 μοίρες πάνω από το απόλυτο μηδέν.

«Η συνήθης πρόταση για μια τέτοια κατάσταση είναι να ταιριάζει το rover με τις πυρηνικές θερμοηλεκτρικές γεννήτριες με ραδιοϊσότοπο», σχολιάζει ο μηχανικός ρομποτικής της ESA Michel Van Winnendael και προσθέτει: «Αυτό, όμως, παρουσιάζει προβλήματα πολυπλοκότητας, κόστους και θερμικής διαχείρισης – το rover θα μπορούσε να ζεσταθεί τόσο πολύ, ώστε η αναζήτηση και η ανάλυση δειγμάτων πάγου γίνεται μη πρακτική. Εναλλακτικά, αυτή η μελέτη εξέτασε την αξιοποίηση ενός συστήματος ισχύος που βασίζεται σε λέιζερ, εμπνευσμένο από τα επίγεια πειράματα λέιζερ για τα αεροπλάνα».

Για το 10μηνο PHILIP, «Powering rover by High Intensity Laser Induction on Planets» υπεγράφη ήδη ένα συμβόλαιο μεταξύ της ESA, της εταιρείας Leonardo της Ιταλίας και του Εθνικού Ινστιτούτου Έρευνας και Ανάπτυξης για την Οπτοηλεκτρονική της Ρουμανίας , με στόχο τον πλήρη σχεδιασμό μίας αποστολής εξερεύνησης με λέιζερ.

Αυτό περιλάμβανε την επιλογή μιας τοποθεσίας για τον αποστολέα της αποστολής, σε μια σχεδόν μόνιμα ηλιοφώτιστη περιοχή μεταξύ των κρατήρων του Νότιου Πόλου de Gerlache και Shackleton. Αυτός ο εκφορτωτής θα φιλοξενήσει ένα ηλιακό λέιζερ υπέρυθρων ισχύος των 500 watt και το οποίο θα πραγματοποιήσει τεστ μαζί με ρομποτικό μηχάνημα τύπου rover βάρους 250 κιλών, καθώς μπαίνει στις σκοτεινές περιοχές.

Το rover θα μετατρέπει αυτό το φως λέιζερ σε ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας μια τροποποιημένη έκδοση ενός τυπικού ηλιακού πλαισίου, με φωτοδιόδους στις πλευρές του πάνελ, ώστε να το κρατούν κλειδωμένο επάνω στο λέιζερ σε ακρίβεια κλίμακας εκατοστών.

Η μελέτη εντόπισε τις διαδρομές που θα οδηγούσαν τον αναβάτη προς τα κάτω σε σχετικά ήπια κλίση 10 μοιρών, διατηρώντας το, στην άμεση οπτική γωνία του εκφορτωτή. Η ακτίνα λέιζερ θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως μία αμφίδρομη σύνδεση επικοινωνίας, με ένα διαμορφωμένο ανακλαστήρα τοποθετημένο στο δεύτερο από τα ηλιακά πάνελ του rover, στέλνοντας παλμούς σήματος στο φως που θ’ αντανακλώνται πίσω .

Ήδη έχουν πραγματοποιηθεί δοκιμές πεδίου και προσομοίωσης του rover σε μόνιμη σκιά στη Τενερίφη της Ισπανίας. «Με την ολοκλήρωση του έργου PHILIP, είμαστε ένα βήμα πιο κοντά στην τροφοδοσία των rover με λέιζερ για να εξερευνήσουμε τα σκοτεινά μέρη της Σελήνης. Βρισκόμαστε στο στάδιο κατά το οποίο θα μπορούσαν να ξεκινήσουν τα πρωτότυπα και οι δοκιμές, που θα αναληφθούν μέσω της παρακολούθησης των τεχνολογικών προγραμμάτων μας», λέει ο μηχανικός ρομποτικής του ESA Michel Van Winnendael.