تعد عوالم المحيطات الجليدية مثل أوروبا أو إنسيلادوس من أكثر الأماكن الواعدة في النظام الشمسي للعثور على حياة خارج كوكب الأرض لأنها توفر الماء السائل. ولكن لتحديد ما إذا كان هناك أي شيء كامن في محيطاتهم الغريبة، سيتعين علينا تجاوز عشرات الكيلومترات من الجليد. سيتعين على أي روبوتات نرسلها عبر الجليد أن تقوم بمعظم العمل بنفسها، حيث يستغرق التفاعل مع هذه الأقمار 155 دقيقة.

يمكن للباحثين الذين يعملون في مشروع تطوير التكنولوجيا في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا والذي يسمى Exobiology Extended Life Surveyor (EELS) معالجة هاتين المشكلتين. إنه يتضمن استخدام روبوت ثعبان فضائي موجه بالذكاء الاصطناعي. لقد صنعوا واحدة بالفعل.

السخانات على إنسيلادوس

الفكرة الأكثر شيوعًا حتى الآن لاختراق الجليد على إنسيلادوس أو يوروبا هي الحفر الحراري، وهي تقنية تستخدم للبحث عن الجليد على الأرض. أنها تنطوي على تدريبات ساخنة تذوب من خلال الجليد. يقول ماثيو كليندر، قائد الأجهزة في مشروع EELS: “يعمل الكثير من الأشخاص على أساليب مختلفة للحفر الحراري، لكنهم جميعًا يواجهون تحديًا يتمثل في تراكم الرواسب، مما يؤثر على كمية الطاقة اللازمة لإحراز تقدم كبير عبر الجليد”.

لذا بدلًا من حفر ثقوب جديدة في الثلج، ركز فريق EELS على استخدام الثقوب الموجودة. اكتشفت مهمة كاسيني نفاثات من الماء تشبه السخان من فتحات في الغطاء الجليدي بالقرب من القطب الجنوبي لإنسيلادوس. يقول ماثيو روبنسون: “لديك مركبة هبوط للهبوط بالقرب من فتحة التهوية، وسيذهب الروبوت إلى السطح ويدخل إلى الفتحة، ويبحث عن الفتحة، ويمر عبر الفتحة إلى عمق المحيط”. مدير مشروع إيلس.

تكمن المشكلة في أن أفضل الصور التي التقطتها المركبة الفضائية كاسيني للمنطقة التي من المفترض أن تهبط فيها مركبة الهبوط تبلغ دقتها حوالي 6 أمتار لكل بكسل، مما يعني أنه لا يمكن اكتشاف العوائق الكبيرة التي تعترض الهبوط. ومما زاد الطين بلة، أن تلك الصور القريبة كانت رتيبة، مما يعني أنه لا يمكن تتبع المشهد بشكل صحيح. “انظر إلى المريخ. أولاً أرسلنا المركبة الفضائية. ثم أرسلنا الهبوط. ثم أرسلنا روبوتًا صغيرًا. ثم أرسلنا روبوتًا كبيرًا. يقول روهان ثاكر، رئيس EELS المستقل: “لقد مكننا نموذج المسبار هذا من الحصول على معلومات مفصلة للغاية حول التضاريس”. “لكن الوصول إلى إنسيلادوس سيستغرق من سبع إلى 11 عامًا. ويضيف: “إذا اتبعنا نفس النموذج، فسوف يستغرق الأمر قرنًا من الزمان”.

جميع الثعابين الأرضية

للتعامل مع التضاريس المجهولة، طور فريق EELS روبوتًا يمكنه اجتياز أي شيء تقريبًا – وهو تصميم متعدد الاستخدامات، مستوحى من الناحية البيولوجية، يشبه الثعبان ويبلغ طوله 4.4 مترًا وقطره 35 سم. ويزن حوالي 100 كيلوغرام (على الأرض على الأقل). وهي مكونة من 10 أقسام متطابقة في الغالب. يوضح كليندر: “يشترك كل قسم من هذه الأقسام في مزيج من حركة الشكل وعمل المسمار، والذي يدور لدفع البراغي المثبتة على الجزء الخارجي من الأقسام إلى بيئتها”. باستخدام هذين النوعين من المحركات، يمكن للروبوت أن يتحرك باستخدام ما يسميه الفريق “دفع الجلد”، والذي يعتمد على دوران البراغي، أو واحدة من مجموعة متنوعة من الحركات القائمة على الشكل والتي تعتمد على محركات الشكل. يقول كليندر: “إن الحركة الجانبية هي إحدى تلك المشيات التي تدفع الروبوت ضد البيئة”.

يتم تثبيت حزمة مستشعر قياسية على الرأس وتتضمن مجموعة من كاميرات الاستريو التي توفر مجال رؤية بزاوية 360 درجة. توجد وحدات قياس بالقصور الذاتي (IMUs) تستخدم الجيروسكوبات وأجهزة استشعار الليدار لتقدير موضع الروبوت. ولكن هناك أيضًا حاسة اللمس. “سيكون لدينا أجهزة استشعار عزم الدوران في كل قسم. يوضح روبنسون: “بهذه الطريقة نحصل على عزم الدوران المباشر واستشعار القوة المباشرة في كل مفصل. كل هذا من شأنه أن يسمح للروبوت EELS بالتسلق بأمان إلى أعلى وأسفل حفر إنسيلادوس، والتشبث بالجدران في حالة حدوث انفجارات، والتنقل عن طريق اللمس فقط”. إذا كانت الكاميرات والليدار لا تعمل.

ولكن ربما يكون الجزء الأكثر تحديًا في بناء الروبوت EELS هو دماغه.