اکتشاف در زیستگاه های فضایی با الهام از داستان هانسل و گرتل! - وبلاگ هلو

به گزارش وبلاگ هلو، پیدا کردن خانه در مریخ به زودی می تواند محقق گردد و پژوهشگران دانشگاه آریزونا (UArizona) در حال حاضر در حال جستجوی مکان هایی هستند که فضانوردان آینده می توانند از آن ها به عنوان زیستگاه استفاده نمایند. پژوهشگران کالج مهندسی دانشگاه آریزونا، نوعی فناوری ابداع نموده اند که به گروهی از ربات ها امکان می دهد تا در محیط های زیر سطح دنیا های دیگر کاوش نمایند.

گروهی از پژوهشگران آمریکایی با الهام از داستان مشهور هانسل و گرتل، روش نوی را برای اکتشاف در زیستگاه های فضایی ارائه داده اند.

به نقل از ساینس دیلی، پیدا کردن خانه در مریخ به زودی می تواند محقق گردد و پژوهشگران دانشگاه آریزونا (UArizona) در حال حاضر در حال جستجوی مکان هایی هستند که فضانوردان آینده می توانند از آن ها به عنوان زیستگاه استفاده نمایند. پژوهشگران کالج مهندسی دانشگاه آریزونا، نوعی فناوری ابداع نموده اند که به گروهی از ربات ها امکان می دهد تا در محیط های زیر سطح دنیا های دیگر کاوش نمایند.

ولفگانگ فینک (Wolfgang Fink)، دانشیار مهندسی برق و رایانه دانشگاه آریزونا گفت: غار ها زیستگاه های مناسبی برای فضانوردان خواهند بود، زیرا احتیاجی به بنا کردن ساختار ندارند. فضانوردان در برابر تشعشعات مضر کیهانی محافظت می شوند؛ بنابراین تنها کاری که باید انجام دهید، این است که آن ها را زیبا و دنج کنید.

فینک، پژوهشگر ارشد مقاله نوی در خصوص جزئیات یک شبکه ارتباطی است که مریخ نوردها، کاوشگر های دریاچه و حتی وسایل نقلیه زیردریایی را به وسیله یک شبکه توپولوژی به هم متصل می نماید و به ماشین ها امکان می دهد تا به عنوان یک گروه مستقل از انسان ها با یکدیگر کار نمایند.

به گفته فینک و همکارانش، این روش می تواند یکی از چالش های بزرگ فناوری فضایی ناسا را با یاری به غلبه بر محدودیت های فناوری کنونی برای عبور ایمن از محیط دنباله دارها، سیارک ها، قمر ها و اجرام سیاره ای رفع کند. پژوهشگران با اشاره به داستان مشهور هانسل و گرتل (Hansel and Gretel)، مفهوم پیشنهادی خود را DDCN نامیدند.

فینک گفت: اگر داستان را به خاطر داشته باشید، می دانید که هانسل و گرتل چگونه خرده های نان را انداختند تا مطمئن شوند که راه بازگشت را پیدا خواهند کرد. خرده های نان در سناریوی ما، حسگر های کوچکی هستند که روی مریخ نورد ها قرار می گیرند. مریخ نوردها، حسگر ها را هنگام عبور کردن از غار یا سایر محیط های زیرسطحی به کار می گیرند.

مریخ نورد ها با نظارت مداوم بر محیط خود و حفظ آگاهی از جایی که در آن قرار دارند، خود به خود پیش می روند و به وسیله یک اتصال داده بی سیم به یکدیگر متصل می شوند و ارتباط را در طول مسیر برقرار می نمایند. هنگامی که مریخ نورد احساس کند سیگنال در حال محو شدن است، اما همچنان در محدوده قرار گرفته است، یک گره ارتباطی را صرف نظر از کوششی که برای آن داشته است، رها می نماید.

فینک ادامه داد: یکی از جنبه های نو، چیزی است که ما آن را استقرار فرصت طلبانه می نامیم. ایده این است که شما وقتی مجبور باشید و نه طبق برنامه از پیش معین شده، خرده های نان را به کار می گیرید.

در تمام این مدت، احتیاجی به ورودی از مریخ نورد مادر نیست. هر مریخ نورد به تنهایی این تصمیم را خواهد گرفت. فینک شرح داد که این سیستم می تواند به یکی از دو روش مورد نظر کار کند. در یکی از روش ها، مریخ نورد مادر به عنوان یک گیرنده غیرفعال عمل می نماید و داده های ارسال شده به وسیله مریخ نورد هایی که کاوش را انجام می دهند، جمع آوری می نماید. در روش دیگر، مریخ نورد مادر به عنوان رهبر ارکستر عمل می نماید و حرکات مریخ نورد ها را کنترل می نماید.

این مفهوم نو با پارادایم شناسایی سطح مقیاس پذیر که به وسیله فینک و همکارانش در اوایل دهه 2000 ابداع شد، مطابقت دارد. این ایده، گروهی از ربات ها را در سطوح گوناگون فرماندهی در نظر می گیرد. به عنوان مثال، یک مدارگرد، یک بالگرد را کنترل می نماید که به نوبه خود یک یا چند فرودگر یا مریخ نورد را روی زمین تحت کنترل دارد. مأموریت های فضایی در حال حاضر این مفهوم را پذیرفته اند و چندین مورد از آن ها نیز با مشارکت پژوهشگران دانشگاه آریزونا اجرا شده است.

مفهوم پیشنهادی برای ماموریت دیگری که در نهایت برای تامین مالی انتخاب نشد، فرستادن یک مدارگرد حامل یک بالون و یک کاوشگر برای مطالعه یکی از دریا های هیدروکربنی در قمر تایتان (Titan) زحل بود. روش خرده های نان با ارائه یک پلتفرم قوی که به کاشفان رباتیک امکان می دهد تا در زیر زمین یا حتی در محیط های مایع کار نمایند، این ایده را یک گام جلوتر می برد. فینک گفت: چنین دسته ای از ربات های مستقل می توانند به کوشش های جستجو و نجات پس از وقوع بلایای طبیعی روی زمین یاری نمایند.

فینک گفت: بزرگترین چالش جدا از قرار دادن مریخ نورد ها در محیط زیرسطحی، در وهله اول بازیابی اطلاعاتی است که آن ها در زیر زمین ثبت می نمایند و دوباره به سطح می آورند. مفهوم DDCN به گروهی از مریخ نورد ها امکان می دهد که حتی در محیط های پیچیده زیرزمینی، بدون از دست دادن تماس با مریخ نورد مادر خود حرکت نمایند. مریخ نورد هایی که مجهز به سیستم تشخیص نور و محدوده یا لیدار هستند، حتی می توانند گذرگاه های غار را در هر سه بعد ترسیم نمایند.

وی اضافه نمود: پس از استقرار، حسگر های ما به طور اتوماتیک یک شبکه غیر جهت دار را ایجاد می نمایند.

مارک تاربل (Mark Tarbell)، دانشمند تحقیقاتی ارشد در آزمایشگاه فینک و از پژوهشگران این پروژه گفت: آن ها می توانند جابه جا شوند و نقاط مرده و خاموشی سیگنال را جبران نمایند. اگر بعضی از آن ها از بین بروند، همچنان اتصال وجود دارد. بنابراین، مریخ نورد مادر هرگز اتصال به دورترین گره در شبکه را قطع نمی نماید.

در مکان هایی که به ربات های غوطه ور احتیاج دارند، این سیستم می تواند شامل یک فرودگر باشد که به زمین متصل است. در اینجا گره های ارتباطی به عنوان تکرارنماینده عمل می نمایند و سیگنال را در فواصل منظم تقویت می نمایند تا از تخریب آن جلوگیری گردد. فینک اظهار داشت: نکته مهم این است که گره ها توانایی جمع آوری داده هایی مانند فشار، شوری، دما و سایر پارامتر های شیمیایی و فیزیکی را دارند و می توانند داده ها را به کابل متصل به فرودگر انتقال دهند.

وی اضافه نمود: تصور کنید که تمام راه را طی می کنید، به اقیانوس زیرسطحی می رسید و خود را در محاصره حیات بیگانه می بینید، اما هیچ راهی برای فرستادن داده ها به سطح ندارید. این سناریویی است که باید از آن اجتناب کنیم.

گروه فینک با توسعه مریخ نورد ها و فناوری ارتباطی، اکنون در حال کار کردن روی ساخت یک مکانیسم واقعی هستند که مریخ نورد ها به وسیله آن بتوانند گره های ارتباطی را مستقر نمایند.

فینک گفت: اساسا ما به هانسل و گرتل خود آموزش می دهیم که چگونه خرده های نان را رها نمایند تا به یک شبکه ارتباطی کارآمد اضافه شوند.

این پژوهش، در مجله Advances in Space Research به چاپ رسید.

منبع: ایسنا