Várias formas de robôs saltadores surgiram em desenvolvimento para nós em diferentes missões de exploração espacial. Relatamos seu uso em asteroides e até mesmo em nossa própria Lua. Mas um estudo financiado pelo Instituto de Conceitos Avançados (NIAC) da NASA em 2018 planejou uma missão para um tipo de mundo onde o salto pode não ser uma vantagem tão perceptível — Europa.
A missão, desenvolvida por engenheiros do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, da Universidade Purdue e da Honeybee Robotics, é conhecida como Steam Propelled Autonomous Retrieval Robot for Ocean Worlds, ou SPARROW. É do tamanho e formato de uma bola de futebol, com os sistemas de lógica, potência e controle dentro de uma concha externa oca esférica.
O SPARROW não seria capaz de operar sozinho, no entanto. Ele exigiria um módulo de pouso para depositá-lo na superfície e servir como uma base de armazenamento de reabastecimento e coleta de amostras. O Europa Clipper, a única missão planejada atualmente pela NASA para a lua gelada, teria sido bom para pegar uma carona, mas sua falta de um módulo de pouso o tornou inadequado para o SPARROW.
No entanto, o robô saltitante em si é bem adequado para o ambiente em Europa. Seus designers pretendiam torná-lo “agnóstico de terreno”, o que significa que ele poderia atravessar até mesmo o terreno mais hostil que a lua gelada pudesse lançar sobre ele. Isso incluiria penitentes, fragmentos de gelo que poderiam ter metros de altura e difíceis para robôs terrestres atravessarem.
O SPARROW poderia voar sobre eles, coletar amostras interessantes e retornar ao módulo de pouso para reabastecer e depositá-las. Então, ele poderia sair novamente em uma direção diferente. Para modelar essa arquitetura de sistema, a equipe do JPL passou a Fase I tentando determinar o melhor sistema de propulsão para o robô e modelando algoritmos de controle para os voos.
Primeiro, vamos abordar o sistema de propulsão. O módulo de pouso que acompanha o SPARROW teria que extrair gelo da superfície da lua, aquecê-lo e armazená-lo como água. Quando o SPARROW retornasse de um salto, ele usaria a água para reabastecer. Cinco métodos de propulsão diferentes foram considerados como parte do estudo. Ainda assim, o melhor acabou sendo um “propulsor de água quente”, onde o SPARROW aqueceria internamente a água fornecida pelo módulo de pouso e a ejetaria em uma explosão de força propulsora para lançar o robô para fora da superfície.
A segunda parte importante do artigo era controlar essa propulsão. A correção da trajetória é crítica para o sucesso da missão, mas, neste caso, os designers acreditam que não importa onde o robô acabe, ele será capaz de coletar uma amostra e retornar ao módulo de pouso. Isso se deve ao seu design gimballed, que permite que o robô se oriente corretamente de forma consistente, mesmo depois de quicar ao longo de uma superfície congelada por um tempo.
Ainda há muito trabalho a ser feito antes que a missão esteja pronta para ir, no entanto. Algumas das questões mais urgentes são como impedir a formação de gelo no bocal de propulsão do robô e em toda a sua gaiola estrutural. Tais bloqueios poderiam facilmente atrapalhar quaisquer cálculos de trajetória existentes e, teoricamente, imobilizar o funil completamente se fossem severos o suficiente.
No entanto, nenhum trabalho está planejado para resolver esses problemas por enquanto, pois o projeto ainda não recebeu financiamento da Fase II do NIAC, e o trabalho nele parece ter parado. O Dr. Gareth Meirion-Griffith, o principal investigador do projeto, saiu do JPL para assumir um emprego na Collins Aerospace. Mesmo assim, algum dia, as ideias do autor podem ser integradas a uma missão de pouso Europa — teremos que esperar para ver.
Saber mais:
JPL – Este robô saltitante pode explorar as luas geladas do sistema solar
Meirion-Griffith et al. – SPARROW: Robô de recuperação autônomo movido a vapor para mundos oceânicos
UT – Um robô Hopper para explorar o terreno perigoso da Lua
UT – Robôs saltadores miniaturizados podem estudar a gravidade de um asteroide
Imagem principal:
Representação artística do SPARROW e seu módulo de pouso operando em um mundo oceânico.
Crédito – NASA JPL / Caltech
