Tento rover sa po Marse nemá kotúľať ako klasické vozidlo. V piesku bude vytvárať vlny ako púštna jašterica
Marťanské rovery neustále bojujú s pieskom, ktorý spôsoboval časté zapadnutia. Nový dizajn kolies však môže tento problém vyriešiť.
Mars rovery dlhé roky zápasia s rovnakým problémom. Piesok na Marse sa správa nepredvídateľne a bežné kolesá v ňom často stratia trakciu. Nemecký výskumný tím z Würzburgu a Brém však navrhol riešenie, ktoré tento problém neobchádza, ale úplne mení spôsob pohybu.
Nový rover nevyužíva kolesá na klasické odvaľovanie sa po povrchu. Namiesto toho vytvára v piesku vlnivý pohyb, ktorý pripomína plávanie. Inšpiráciu vedci zobrali z Scinka lekárskeho (Scincus scincus), ktorý žije na Sahare a dokáže doslova „preplávať“ pieskom.
Projekt vznikol v spolupráci s výskumníkmi zapojenými do iniciatívy German Aerospace Center.
Kolesá ukázali nový druh pohybu po planéte
Klasické Mars rovery fungujú na jednoduchom princípe: koleso sa otáča a vozidlo sa posúva dopredu. Tento systém však v jemnom piesku často zlyhá. Koleso začne preklzovať, stratí trakciu a vozidlo sa začne zahrabávať. Nový koncept tento problém otočí naruby. Kolesá sa po povrchu neodvaľujú, ale svojou rotáciou generujú vlnový pohyb podobný telu púštnej jašterice. Rover tak generuje bočné aj pozdĺžne sily, ktoré mu umožnia „plávať“ cez granulovaný povrch.
Výsledok ukázal, že rover na piesku vytvorí charakteristické sínusové stopy, ktoré potvrdia správne fungovanie mechanizmu.
Aby dávalo toto riešenie zmysel, treba pochopiť samotný piesok na Marse. Vedci ho označujú ako granulovanú hmotu. Tento materiál sa správa zvláštne, nie je to ani pevná látka, ani kvapalina. Keď po ňom kráčaš, drží tvar ako zem. Keď sa však koleso začne rýchlo preklzovať, štruktúra sa rozpadne a piesok začne pôsobiť ako hustá tekutina. Práve tento prechod využil nový rover. Namiesto boja s „pevnou zemou“ začne pracovať s pieskom ako s médiom, v ktorom sa dá pohybovať podobne ako vo vode.
Neprehliadni
Podobné situácie už riešili aj predchádzajúce misie na Marse. Rover Spirit od NASA v roku 2009 uviazol v oblasti s jemným pieskom. Pokusy o vyslobodenie nepomohli a vozidlo zostalo v mäkkom teréne, ktorý ho postupne vyradil z prevádzky. Práve takéto prípady vysvetľujú, prečo vývoj nových pohonných systémov dostal vysokú prioritu. Ak rover stratí pohyb, misia často skončí, pretože zariadenie nedokáže natočiť solárne panely alebo presunúť sa do bezpečnej oblasti.
Nový koncept rovera funguje, no stále má svoje slabiny
Nemecký tím testoval nový rover na piesku aj v otvorenom teréne. Výsledky ukázali stabilný pohyb, no prvé verzie priniesli aj problémy. Ťažšie a užšie kolesá zvýšili tlak na povrch a rover sa začal viac prepadávať. Kombinácia šmyku a zaborenia zas zhoršila ovládateľnosť. Vedci preto upravili dizajn. Kolesá rozšírili a znížili ich hmotnosť, čím znížili tlak na podložie, čím sa stabilita zlepšila a pohyb sa stal plynulejším. Výskumníci uviedli, že po vylepšení dizajnu kolesa experimenty ukázali stabilný pohyb na piesku.
Tento typ pohybu funguje práve kvôli tomu, ako sa správa granulovaný materiál. Výskum ukázal, že správny pohyb dokáže využiť jeho vlastnosti namiesto toho, aby proti nim bojoval. Vedci preto prestali vnímať piesok ako prekážku a začali ho chápať ako médium, v ktorom sa dá kontrolovane pohybovať.
Pri Marse však hrá veľkú úlohu ešte jeden faktor, komunikácia so Zemou. Signál cestuje medzi planétami približne 3 až 22 minút v závislosti od ich polohy. To znamená, že pri probléme nemôže operátor okamžite zasiahnuť. Rover musí reagovať sám.
Nové riadiace systémy preto dostávajú kľúčovú úlohu. Ak senzory zachytia prepadávanie alebo šmyk, algoritmus okamžite upraví pohyb kolies. Zmena prebehne v milisekundách, bez čakania na pokyny zo Zeme.
Mars nemá stabilný povrch. Väčšinu planéty pokrýva prach, piesok a skalnaté pole, čo znamená, že bežné kolesové systémy tu narážajú na limity. Nový systém volí iný prístup v tom, že rover sa nesnaží piesok prekonať, ale prispôsobí sa mu. Ak tento princíp prejde aj do budúcich misií, môže zmeniť spôsob, akým roboty preskúmajú ťažko dostupné oblasti.
