Trimiterea a 1 kilogram pe Marte vă va costa înapoi cu aproximativ 2,4 milioane de dolari, judecând după costul misiunii Perseverance. Dacă doriți să împachetați provizii și echipament pentru fiecare situație posibilă, veți avea nevoie de multe din acele kilograme.
Dar ce se întâmplă dacă ai sări peste aproape toată greutatea aceea și ai lua în schimb doar un cuțit elvețian pentru toate lucrurile? Exact asta testează oamenii de știință de la NASA Ames Research Center și de la Universitatea Stanford cu roboți, algoritmi și materiale de construcție foarte avansate.
Explorare în masă zero
„Conceptul de explorare în masă zero își are rădăcinile în mașinile cu auto-replicare, un concept de inginerie conceput de John von Neumann în anii 1940”, spune Kenneth C. Cheung, cercetător NASA Ames. El a fost implicat în noul studiu publicat recent în Robotică științifică care acoperă metamateriale autoreprogramabile — materiale care nu există în natură și au capacitatea de a-și schimba configurația pe cont propriu. „Este ideea că un sistem de inginerie nu numai că se poate replica, ci și se poate susține în mediul înconjurător”, adaugă el.
Pe baza acestui concept, Robert A. Freitas Jr. a propus în anii 1980 a navă spațială interstelară cu auto-replicare numită sonda Von Neumann, care ar vizita un sistem stelar din apropiere, ar găsi resurse pentru a construi o copie a lui însuși și ar trimite această copie către un alt sistem stelar. Clătiți și repetați.
„Tehnologia metamaterialelor reprogramabile [has] a avansat până în punctul în care putem începe să ne gândim la astfel de lucruri. Încă nu poate face tot ce avem nevoie, dar poate face o mare parte din ceea ce avem nevoie”, spune Christine E. Gregg, cercetător NASA Ames și autorul principal al studiului.
Blocuri de construcție pentru spațiu
Una dintre problemele cheie ale sondelor Von Neumann a fost că luarea elementelor găsite în sol pe lumi extraterestre și procesarea lor în componente de inginerie efectivă a consumat resurse și necesita cantități uriașe de energie. Echipa NASA Ames a rezolvat acest lucru folosind „voxeli” prefabricate – blocuri de construcție reconfigurabile standardizate.
Sistemul își derivă principiile de funcționare din modul în care funcționează natura la un nivel foarte fundamental. „Gândiți-vă la modul în care biologia, unul dintre cele mai scalabile sisteme pe care le-am văzut vreodată, construiește lucruri”, spune Gregg. „Face asta cu blocuri de construcție. Există de ordinul a 20 de aminoacizi pe care corpul tău îi folosește pentru a produce proteine și a face 200 de aminoacizi. diferite tipuri de celule și apoi combină trilioane din acele celule pentru a face organe la fel de complexe precum părul și ochii mei. Folosim aceeași strategie”, adaugă ea.
Pentru a demonstra această tehnologie, au construit un set de 256 din acele blocuri – structuri 3D extrem de puternice realizate cu un polimer armat cu fibră de carbon numit StattechNN-40CF. Fiecare bloc avea interfețe de fixare pe fiecare parte care puteau fi utilizate pentru a le atașa reversibil de alte blocuri și pentru a forma o structură puternică de ferme.
O structură de ferme 3×3 realizată cu acești voxeli a avut o sarcină medie de eroare de 900 Newtoni, ceea ce înseamnă că ar putea susține peste 90 de kilograme, în ciuda faptului că este incredibil de ușoară (densitatea sa este de doar 0,0103 grame pe centimetru cub). „Am luat acești voxeli în rucsacuri și am construit o barcă, un adăpost, un pod pe care poți merge. Rucsacii cântăreau în jur de 18 kilograme. Fără o astfel de tehnologie, nici nu te-ai gândi să pui o barcă și un pod într-un rucsac”, spune Cheung. „Dar cel mai important lucru al acestui studiu este că am implementat acest sistem reconfigurabil în mod autonom cu roboți”, adaugă el.
Comentarii recente