Rüzgar kırbaçladı. Güneş parladı. Scree, California çölünün ıssız bir yamacında dik, kayalık bir yokuşta dikkatle tünemiş olan Northeastern Üniversitesi’nden genç mühendislik öğrencilerinin ayaklarının altından kaydı.
Bir programı etkinleştirdiler ve robot bir altıgen şekli aldı. Düz bir tarafında dengelenmiş ve siyah bir kılıfla kaplı, sıska bir tekerleğe benziyordu. Sonra, robot aniden yokuş aşağı kayarak kayalardan o kadar hızlı sekti ki bir an için havaya fırladı ama tüm bunlara rağmen dik ve sabit kaldı.
Yuvarlanan robot, Amerika Birleşik Devletleri’ndeki üniversitelerde son 18 ayda tasarlanan, tasarlanan ve üretilen yedi farklı makineden biriydi. Mühendislik ekipleri , Ay’daki ve hatta belki de ötesindeki engebeli araziyi ve acımasız koşulları keşfedebilecek yenilikçi robotlar yapmak için bir NASA yarışmasında yarışıyorlardı.
Kasım ayında ekipler, ayın yüzeyi için kaba bir yedek olan, çölü geçmek için inşa edilmiş gerçek bir robot ve gezici hayvanat bahçesi sergiledi. Yılan benzeri bir zincir halinde bir araya gelen 13 mini robottan oluşan bir grup olan COBRA, tek ilginç tasarım değildi. Arizona Eyalet Üniversitesi, dik yokuşları ölçekleyebilen altı ayaklı bir robot olan CHARLOTTE’yi gösterdi ve Florida Eyalet Üniversitesi, “Extreme Terrain Quad” veya ET-Quad adlı, kayaların üzerinde hızla koşan, teriyer boyutunda, dört ayaklı bir robot sergiledi.
NASA’nın Perseverance Mars gezgini baş mühendisi ve yarışmanın jüri üyelerinden biri olan Vandi Verma , “Bunlar gerçekten sıra dışı düşünmeyi istediğimiz alanlar” diyor . Ekiplerin son derece farklı fikirlerle ortaya çıktığını söylüyor, “Bu da çok çeşitli çözümler olduğunu fark etmenizi sağlıyor; gerçekten çok fazla seçeneğimiz var.”
Ay’da neden robotlara ihtiyacımız var?
NASA’nın önümüzdeki yıllardaki en büyük görevlerinden biri, 50 yılı aşkın bir süre önce Apollo programından bu yana ilk kez insanları aya geri götürmek . Ve bu sefer amaç kalmak .
Verma, “Kalmak için aya geri dönecekseniz, robotlar bunun çok büyük bir parçası olacak” diyor. “Orada her şeye aşılanacak.”
Bir üs kurmak için NASA, Apollo görevlerinin indiği düz, düz ekvatoral bölgeleri değil, bunun yerine ayın güney kutbunun engebeli arazisini ve potansiyel olarak buz açısından zengin kraterlerini hedefliyor . Dik kenarları nedeniyle, bu kraterler, iç çanaklarında, Ay’ın uzun vadeli varlığı için kritik bir kaynak olan donmuş su rezervlerini barındıran bölgeleri kalıcı olarak gölgeledi.
Su, astronotları desteklemek için kullanılabilir , ancak insanları tehlikeli radyasyon patlamalarından korumaya da yardımcı olabilir. Sudaki hidrojen atomları, gelen yüksek enerjili parçacıkları başka, muhtemelen daha fazla zarar veren ikincil radyasyona dönüşmeden saptırır.
Ancak kraterleri keşfetmek kolay değil. Dik, bazen dik duvarlarla çevrelenmişler ve eski lav akıntılarının yarattığı çukurlar ve odalarla dolular. Günlük sıcaklık dalgalanmalarının 450 derece Fahrenhayt’tan fazla olduğunu görüyorlar ve genellikle güneşten gölgeleniyorlar, bu da güneş enerjisinden yararlanmayı imkansız kılıyor.
İnsanlarla birlikte, bu yaşanması zor araziyi keşfetmek için küçük bir robot ve gezici ordusuna ihtiyaç duyulacak.
Meydan okuma
NASA, her yıl ABD’deki öğrencileri uzayla ilgili bir sorunu çözmeye davet ediyor. 2021’de, mekanik işleri bozmakla ünlü olan ay tozuyla nasıl başa çıkılacağı ve 2019’da bir Mars serasının en iyi nasıl tasarlanacağı hakkında fikirler sordu .
Bu yıl uzay ajansı ay robotu tasarımları istedi. Botlar herhangi bir şekil veya boyutta olabilirdi, ancak zorlu arazileri geçebilmeleri gerekiyordu ve şimdiye kadar ay ve Mars’ı dolduran tekerlekli gezici araçlar gibi görünemezlerdi.
NASA’nın Oyun Değişen Geliştirme programında program yöneticisi ve yarışmanın jüri üyelerinden biri olan Kevin Kempton , sağlam, esnek ve bağımsız botlar tasarlamanın -gerçek uzay aracı tasarlamakla aynı seviyede- ciddi bir zorluk olduğunu söylüyor.
Ekipler oldukça farklı çözümler buldu. Bazıları, Florida Eyaleti gibi, böceklerden ve hayvanlardan fikirler ödünç alarak, büyük ölçüde biyomorfizme eğildi. ET-Quad dört ayaklı küçük bir hayvan gibi koştu ve su veya sıvı gibi davranabilen ay tozu veya kum birikintileri gibi diğer maddelerde yüzmek için tasarlandı. Ayrıca tırmanabilir ve ekip onu yalnızca basit duvarlarda test etmiş olsa da, benzer robotların esnek pençelerle bir ay kraterine tırmandığını düşünüyorlar.
Arizona Eyalet Üniversitesi’nin yaklaşık 1,2 metre boyunda altı ayaklı bir robot olan tasarımı, üç ayağı sıkıca yerde tutarken, radara benzer ancak ışık darbeleri kullanan bir lidar sistemi çevredeki araziyi tarayarak diğer üç ayağın nereye yerleştirileceğine karar verdi. Sağlam yürüme sistemi ve küçük bir “halat” ipi, dik bir yokuşta güvenle yukarı ve aşağı hareket etmesini sağlar.
Northeastern Üniversitesi’nin krater duvarlarını yıkmak ve lav tüplerini keşfetmek için tasarlanmış yılan benzeri COBRA’sı da doğadan ödünç alıyor. Ekipteki bir yazılım uzmanı olan Alexander Qiu, “Doğayı taklit etmek ama onu geliştirmek istedik” diyor. Farklı hareketlerini anlamak için farklı yılanların YouTube videolarını saatlerce izledi. Sonunda ekip, COBRA’yı kaymak ve yan rüzgarla normal yılan hareketleri yapmak üzere tasarladı. Ama aynı zamanda bir altıgen şeklini alabilir ve yokuş aşağı fırlayabilir ve kayalık, engebeli arazide manevra yapmasına yardımcı olan spiral bir şekle kıvrılabilir.
Öte yandan MIT, astronotların aya ayak bastıktan sonra pek çok çeşitte robot isteyeceklerini anladı ve bu nedenle ekip bir sunumda “Yeniden yapılandırılabilen Lego benzeri kombinasyonlar” tasarladılar. Bacak görevi gören “solucanlar”, parçaların eklenebilmesi veya çıkarılabilmesi için evrensel donanım kullanılarak bir vücut çerçevesine bağlandı. Sığ kaseler şeklindeki “ayakkabılar”, kar ayakkabısı gibi davranarak robotun kabarık Ay kirinde yürümesine yardımcı olur ve matkaplar veya sensörler gibi bilim araçları robotun “baldırlarına” girebilir.
Ekip, astronotların herhangi bir sayıda farklı versiyon oluşturmasına izin vererek, “İhtiyacınız olabilecek tüm parçalarla dolu, ayda bir depo hayal edebiliyoruz” dedi.
CalTech, bağımsız bir robot inşa etmek yerine, krater kenarından tabana uzanan bir gondol sistemi tasarladı; bu, tehlikeli arazide ekipmanı, malzemeleri ve belki de buz parçalarını taşımanın bir yoluydu. Bir robot, kraterin üstünde ve altında zemine kazıklar ve aralarında ip kablosu çakacaktı; motorlu bir şasi kablolar boyunca yükleri taşıyacaktır.
Maryland Üniversitesi’nin botu gezinmek için hem ayakları hem de tekerlekleri kullandı, arazi düzgün olduğunda tekerlekleri yere indirdi ve yokuşları ve kayaları aşmak için bacak moduna geçti. Connecticut Üniversitesi’nin makinesi ayrıca iki hareket mekanizması arasında geçiş yaptı: dört ayak üzerinde yürümek ve bir traktör gibi kendini basamakların üzerine indirmek.
Kempton, “Bunların havalı olduğunu bilmek için uzay delisi olmanıza gerek yok,” diyor.
