Un trio di piccoli rover CADRE che esploreranno la Luna in sincronia tra loro si stanno avviando verso il lancio. Gli ingegneri del Jet Propulsion Laboratory della NASA, nel sud della California, hanno recentemente finito di assemblare i robot, quindi li hanno sottoposti a una serie di test per assicurarsi che sopravvivessero al loro viaggio nello spazio e ai loro viaggi nell’ambiente lunare.
Le peculiarità dei rover CADRE
Parte di una dimostrazione tecnologica chiamata CADRE ( Cooperative Autonomous Distributed Robotic Exploration ), dove ogni rover a energia solare ha all’incirca le dimensioni di una valigia da bagaglio a mano.
I rover e l’hardware associato saranno installati su un lander diretto verso la regione Reiner Gamma della Luna. Trascorreranno le ore diurne di un giorno lunare, l’equivalente di circa 14 giorni sulla Terra, conducendo esperimenti esplorando, mappando e utilizzando un radar che penetra il terreno in modo autonomo e scruterà sotto la superficie della Luna.
L’obiettivo è dimostrare che un gruppo di veicoli spaziali robotici può lavorare insieme per svolgere compiti e registrare dati come una squadra senza comandi espliciti da parte dei controllori della missione sulla Terra. Se il progetto avrà successo, le missioni future potrebbero includere squadre di robot che si diffondono per effettuare misurazioni scientifiche simultanee e distribuite, potenzialmente a supporto degli astronauti.
Gli ingegneri hanno dedicato lunghe ore alla guida dei rover CADRE e all’elaborazione dei bug per completare l’hardware, sottoporli a test e prepararli per l’integrazione con il lander.
“Siamo stati in piena attività per preparare questa demo tecnologica per la sua avventura lunare“, ha affermato Subha Comandur, project manager CADRE presso il JPL: “Sono stati mesi di test quasi 24 ore su 24 e talvolta di nuovi test, ma il duro lavoro del team sta dando i suoi frutti. Ora sappiamo che questi rover sono pronti a mostrare cosa può realizzare insieme una squadra di piccoli robot spaziali”.
Punishing test superati: i rover CADRE hanno dimostrato di poter tollerare l’ambiente ostile dello spazio
Sebbene l’elenco dei test sia lungo, i più aggressivi hanno simulato condizioni ambientali estreme per garantire che i rover CADRE potessero resistere al rigore del loro percorso spaziale.
Questo ha incluso l’essere rinchiusi in una camera a vuoto termico che ha simulato le condizioni senz’aria dello spazio e le sue temperature estreme sia calde che fredde. L’hardware è stato inoltre fissato a uno speciale “shaker table” che vibra intensamente per assicurarsi che potesse resistere al viaggio fuori dall’atmosfera terrestre.
“Questo è quello a cui sottoponiamo i nostri rover CADRE: “shake” per simulare il lancio del razzo stesso e “bake” per simulare le temperature estreme dello spazio“, ha affermato Guy Zohar del JPL, responsabile del sistema di volo del progetto.
“Stiamo utilizzando molte parti commerciali accuratamente selezionate nel nostro progetto. Ci aspettiamo che funzionino, ma siamo sempre un po’ preoccupati durante i test. Fortunatamente, ognuno di essi alla fine ha avuto successo”.
Gli ingegneri hanno anche eseguito test ambientali su tre elementi hardware montati sul lander: una stazione base con cui i rover CADRE comunicheranno tramite radio di rete mesh, una telecamera che fornirà una visione delle attività dei rover e i sistemi di distribuzione che li caleranno sulla superficie lunare tramite un cavo in fibra alimentato lentamente da una bobina motorizzata.
Ultime precauzioni prima del lancio
Gli ingegneri che hanno lavorato sul software di autonomia cooperativa di CADRE hanno trascorso molti giorni nel Mars Yard del JPL con versioni in scala reale dei rover chiamate modelli di sviluppo.
Con il software di volo e le capacità di autonomia a bordo, i rover CADRE di prova hanno dimostrato di poter raggiungere gli obiettivi chiave del progetto: hanno guidato insieme in formazione, di fronte a ostacoli imprevisti hanno modificato i loro piani in gruppo condividendo mappe aggiornate e riprogrammando percorsi coordinati e quando la carica della batteria di un rover è andata in riserva, l’intera squadra si è fermata per poter poi proseguire insieme.
Il progetto ha condotto diversi viaggi notturni sotto la luce di grandi fari in modo che i rover CADRE potessero sperimentare ombre e luci estreme che hanno simulato quelle che incontrerebbero durante il giorno lunare.
Successivamente, il team ha eseguito test di guida simili con modelli di volo in una camera bianca del JPL. Quando il pavimento immacolato si è rivelato un po’ scivoloso, una struttura diversa dalla superficie lunare, i rover CADRE sono usciti dalla formazione, ma si sono fermati, si sono adattati e hanno proseguito il percorso previsto.
“Affrontare le difficoltà è importante per l’autonomia. La chiave è che i robot rispondano agli imprevisti, poi riprogrammino e abbiano comunque successo“, ha spiegato Jean-Pierre de la Croix del JPL, ricercatore principale del CADRE e responsabile dell’autonomia.
“Andremo in un ambiente unico sulla Luna e, ovviamente, ci saranno alcune incognite. Abbiamo fatto del nostro meglio per prepararci testando insieme software e hardware in varie situazioni”, ha concluso l’esperto.
