Los mundos oceánicos helados como Europa o Encelado son algunos de los lugares más prometedores para encontrar vida extraterrestre en el Sistema Solar porque albergan agua líquida. Pero para determinar si hay algo acechando en sus océanos alienígenas, necesitamos superar una capa de hielo que puede tener decenas de kilómetros de espesor. Cualquier robot que enviemos a través del hielo tendría que hacer la mayor parte del trabajo por sí solo porque la comunicación con estas lunas lleva hasta 155 minutos.
Los investigadores que trabajan en el proyecto de desarrollo tecnológico del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA llamado Exobiology Extant Life Surveyor (EELS) podrían tener una solución a ambos problemas. Implica el uso de un robot serpiente espacial guiado por IA. Y de hecho construyeron uno.
Géiseres en Encelado
La idea más popular hasta ahora para atravesar la capa de hielo de Encelado o Europa ha sido la perforación térmica, una técnica utilizada para investigar los glaciares de la Tierra. Se trata de un taladro caliente que simplemente derrite el hielo. «Muchas personas trabajan en diferentes enfoques de perforación térmica, pero todos enfrentan el desafío de la acumulación de sedimentos, lo que afecta la cantidad de energía necesaria para lograr avances significativos a través de la capa de hielo», dice Matthew Glinder, líder de hardware del proyecto EELS.
Entonces, en lugar de perforar nuevos agujeros en el hielo, el equipo de EELS se centra en utilizar los que ya están allí. La misión Cassini descubrió chorros parecidos a géiseres que lanzaban agua al espacio desde respiraderos en la capa de hielo cerca del polo sur de Encelado. «El concepto era que un módulo de aterrizaje aterrizaría cerca de un respiradero y el robot se movería en la superficie y bajaría hasta el respiradero, buscaría el respiradero y, a través del respiradero, se adentraría más en el océano», dice Matthew Robinson, el Responsable del proyecto EELS.
El problema fue que las mejores imágenes de Cassini del área donde el módulo de aterrizaje tendría que aterrizar tienen una resolución de aproximadamente 6 metros por píxel, lo que significa que los obstáculos importantes para el aterrizaje podrían pasar desapercibidos. Para empeorar las cosas, esas imágenes de primeros planos eran monoculares, lo que significaba que no podíamos descifrar correctamente la topografía. “Mira a Marte. Primero enviamos un orbitador. Luego enviamos un módulo de aterrizaje. Luego enviamos un pequeño robot. Y luego enviamos un gran robot. Este paradigma de exploración nos permitió obtener información muy detallada sobre el terreno”, afirma Rohan Thakker, líder de autonomía de EELS. “Pero se necesitan entre siete y once años para llegar a Encelado. Si siguiéramos el mismo paradigma, haría falta un siglo”, añade.
serpientes todo terreno
Para afrontar terrenos desconocidos, el equipo de EELS construyó un robot que podía atravesar casi cualquier cosa: un diseño versátil, bioinspirado y con forma de serpiente de unos 4,4 metros de largo y 35 centímetros de diámetro. Pesa unos 100 kilogramos (al menos en la Tierra). Está formado por 10 segmentos en su mayoría idénticos. «Cada uno de esos segmentos comparte una combinación de accionamiento de forma y accionamiento de tornillo que hace girar los tornillos colocados en el exterior de los segmentos para impulsar al robot a través de su entorno», explica Glinder. Al usar esos dos tipos de actuadores, el robot puede moverse usando lo que el equipo llama «propulsión de la piel», que se basa en la rotación de tornillos, o usando uno de varios movimientos basados en formas que dependen de actuadores de formas. «El movimiento lateral es uno de esos movimientos en los que simplemente presionas al robot contra el entorno», dice Glinder.
El conjunto de sensores estándar está instalado en la cabeza e incluye un conjunto de cámaras estéreo que proporcionan un ángulo de visión de 360 grados. También existen unidades de medición inercial (IMU) que utilizan giroscopios para estimar la posición del robot y sensores lidar. Pero también tiene sentido del tacto. “Vamos a tener sensores de fuerza de torque en cada segmento. De esta manera tendremos par directo más detección de fuerza directa en cada articulación”, explica Robinson. Se supone que todo esto permitirá al robot EELS subir y bajar de forma segura por los respiraderos de Encelado, mantenerse en su lugar en caso de erupciones presionándose contra las paredes e incluso navegar solo con el tacto si las cámaras y el lidar no funcionan.
Pero quizás la parte más desafiante de la construcción del robot EELS fue su cerebro.