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Steampunk-Weltraumforschung? Eisiger Mondroboter könnte mit Dampfkraft herumhüpfen.

Eisige Mondforscher könnten eines Tages mit einer altmodischen Methode nach Leben suchen: Dampfkraft.

Ein konzeptioneller Roboter, der im Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA untersucht wird, würde maschinengroße Maschinen freisetzen, um mit Dampf, der durch Schmelzen von Eis erzeugt wird, auf die Oberfläche zu springen und durch die Luft zu fliegen.

Die Idee im Frühstadium heißt Steam-Propelled Autonomous Retrieval Robot für Ozeanwelten (SPARROW). Auf einem eisigen Mond wie Jupiters Europa oder Saturns Enceladus könnte SPARROW möglicherweise mehrere Meilen in der schwerkraftarmen Umgebung des Mondes zurücklegen – ohne dicke Atmosphäre, um ihn zu verlangsamen.

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“Das Terrain auf Europa ist wahrscheinlich sehr komplex”, sagte Gareth Meirion-Griffith, JPL-Robotiker und leitender Forscher des Konzepts, in einer JPL-Erklärung . Beispiele für die Herausforderungen, denen ein Roboter wie SPARROW begegnen kann, sind Gletscherspalten, poröses und tückisches Eis oder Penitentes, lange Eisklingen, die sich typischerweise in hohen Breiten auf der Erde bilden. SPARROW könnte diese Hindernisse jedoch überwinden, fügte Meirion-Griffith hinzu. “Es hat die völlige Freiheit, durch ein ansonsten unwirtliches Gelände zu reisen.”

SPARROW erhielt 2018 eine Phase-I-Finanzierung aus dem Programm Innovative Advanced Concepts der NASA , das sich auf Technologien spezialisiert hat, die die Grenzen des traditionellen Designs überschreiten, damit das Designteam Ideen erforschen und die Technologiebereitschaft der Mission für die Raumfahrt verbessern kann. Das SPARROW-Team könnte auch eine weitere Phase-II-Studie für die weitere Entwicklung vorschlagen.

Bisher hat das Team verschiedene Ideen für wasserbasierte Treibmittelsysteme evaluiert, die effizient Dampf erzeugen. Mithilfe von Computersimulationen untersuchten die SPARROW-Ermittler auch, wie der Roboter beim Erkunden des Eises stürzt und sich bewegt. Ihr Anliegen ist es sicherzustellen, dass der Roboter die effizientesten Startwinkel und Sprunggeschwindigkeiten verwendet , um sich zu bewegen.

“Aus diesen und verwandten Antriebsberechnungen konnten wir feststellen, dass ein einzelner langer Sprung effizienter ist als mehrere kleinere Sprünge”, sagte Meirion-Griffith.

Während eine potenzielle SPARROW-Mission Jahre oder vielleicht Jahrzehnte vor dem Start liegt (falls überhaupt), haben die Forscher bereits einige Ideen, wie die Exploration ablaufen würde. Ein Lander würde möglicherweise Schwärme von SPARROWs niederwerfen, um unabhängige Untersuchungen auf der Mondoberfläche durchzuführen. Der Lander tauchte in das Eis ein und schmolz das Eis, um die einzelnen SPARROWs zu befeuern. 

Jeder kleine Sprungroboter erwärmte dann das Wasser in seinen Motoren, um den Dampf zu erzeugen, den er benötigt, um von der Oberfläche zu springen. Die SPARROWs würden einen sicheren Abstand zum Lander haben und es ihnen ermöglichen, zur Basis zurückzukehren, wann immer sie tanken müssen – und auch wissenschaftliche Proben zur Analyse abzugeben.