NASA finansira sferične aerobote koji bi mogli istraživati pećine Saturnovog mjeseca Titana

Titan je prekriven rijekama, jezerima i morima ugljikovodika, poput metana i etana, kao i neobičnim "krškim" terenom koji uključuje podzemne vrtače i pećine. Nijedan rover ne bi se lako mogao kretati po takvoj površini, ali bi letjelice mogle imati više uspjeha.

Zbog toga novi grant u okviru NASA-inog programa Innovative Advanced Concepts (NIAC) za projekte u ranoj fazi ima za cilj razvoj malih letećih vozila koja bi mogla istraživati te pećine. Međutim, zasad nije jasno hoće li aeroboti nazvani SPARK, odnosno Solid-state Propulsion for Autonomous Reconnaissance of Karst, biti spremni na vrijeme za NASA-inu misiju Dragonfly na Titan, rekao je za Space.com voditelj projekta Daniel Drew, docent na Univerzitetu Hawaiʻi u Mānoi.

To je zato što SPARK upravo započinje devetomjesečni grant prve faze i morao bi završiti najmanje drugu fazu, koja može trajati do dvije godine, prije nego što stvari postanu realnije za lansiranje. Dragonfly je, s druge strane, predviđen za lansiranje 2028. godine, ali ako misija bude odgođena, to bi otvorilo više mogućnosti za dodatke u kasnijoj fazi misije.

"Kako se to uklapa u trenutni vremenski okvir misije na Titan, pod pretpostavkom da smo propustili priliku za Dragonfly? Ne znam“, rekao je Drew o projektu SPARK. Međutim, bez obzira na to kada misija bude lansirana, Drew kaže da SPARK ima dobre šanse za uspjeh na Titanu zahvaljujući svojim inovativnim ionskim (električnim) potisnicima.

Drew je kazao da bi njegov dizajn mogao omogućiti dugotrajno djelovanje, upravljivost, otpornost na izazovne gotovo ledene uslove i minimizirati poremećaje slojeva ugljikovodika važnih za naučna istraživanja koje bi izazvalo strujanje zraka prema dolje.

On se nada da bi SPARK mogao biti prethodnik istraživanja pećina na Titanu, slično kao što je helikopter Ingenuity na Marsu izveo 72 leta, desetostruko više od onoga što je demonstraciona misija na Crvenoj planeti prvobitno trebala postići.

Drew radi na posebnoj vrsti ionskih potisnika, nazvanoj elektrohidrodinamički (EHD) pogon, još od vremena kada je bio na postdiplomskim studijama na Univerzitetu Kalifornija u Berkeleyju. Djelimično zahvaljujući stipendiji Nacionalne fondacije za nauku (NSF), Drew je istraživao nekoliko dizajna za letenje i zainteresovao se za stvaranje robota koji pokreću krila na način sličan stvarnim živim bićima.

Tokom istraživanja, sasvim slučajno je naišao na zajednicu hobista koji se bave takozvanim "lifterima".

"Ovi prototipovi napravljeni su od trokutastih letvica od balzinog drveta, magnetne žice i aluminijske folije. Spojite ih na 40.000 volti iz flyback transformatora koji izvadite iz mikrovalne pećnice ili CRT monitora ili nečeg sličnog i oni mogu lebdjeti iznad stola. Na YouTubeu postoji mnogo primjera ljudi koji ih prave", objasnio je on.

Daljim istraživanjem arhiva pronašao je rane eksperimente i studije NASA-e i Ratnog zrakoplovstva, koji su bili slični onome što su koristili hobisti. Igrom slučaja, NIAC je također dodijelio sredstva drugoj istraživačkoj grupi, koju je predvodio Tehnološki institut Massachusetts, a koja je bila zainteresovana za korištenje EHD pogona u letjelicama namijenjenim Zemlji. Drew je zbog toga zaključio da je riječ o veoma obećavajućem pravcu istraživanja.

"Ukratko, prihvatio sam tu ideju i uradio gomilu radova u kojima sam napravio leteće robote veličine nekoliko centimetara, izrađene mikroproizvodnjom i pokretane atmosferskim ionskim potisnicima", rekao je Drew.

Među njegovim dostignućima prije NIAC granta bilo je ono što naziva prvom demonstracijom mikroizrađenih EHD aktuatora (mehaničkih uređaja), kao i drugi izumi poput ionske letjelice (ionocraft) veličine nekoliko centimetara, koja je poletjela, a potom ponijela i teret.

"Nedavno smo objavili dizajn i polijetanje prvog mikrohoverkrafta pokretanog ionima. To možda zvuči kao prilično dobra lista značajnih dostignuća, ali zapravo nema mnogo ljudi koji rade na ovoj temi. Uglavnom se ovdje takmičim sam sa sobom", dodao je on.

Sada, uz podršku NIAC-a, Drew se nada da će detaljnije istražiti prednosti EHD pogona, poput njegove skalabilnosti, činjenice da je gotovo nečujan i njegove jednostavnosti. Budući da je riječ o solid-state tehnologiji, postoji manje dijelova o kojima treba brinuti.

Mogle bi se pojaviti i druge primjene izvan misije vezane za Titan. Potpuno električne letjelice, dronovi za unutrašnje prostore i mali rojevi letećih uređaja samo su neke od ideja, ali će njihova korisnost biti ograničena.

"Njegova velika slabost je to što jednostavno nije naročito efikasan. Ako ne dođe do velikog napretka, bit će nemoguće zaista konkurisati konvencionalnijim pogonskim tehnologijama, poput rotora i mlaznih motora, u velikoj većini primjena na Zemlji", rekao je Drew o EHD pogonu.

Budući da prva faza obuhvata samo oko devet mjeseci, Drew i njegovi saradnici, uključujući Ethana Schalera i Jacoba Izraelevitza iz NASA-inog Laboratorija za mlazni pogon (JPL), kao i Michaela Malasku iz Instituta za svemirske nauke Blue Marble, planiraju brzo osmisliti eksperimente, provesti "trade study", odnosno analizu različitih opcija kako bi utvrdili koje podsisteme treba dati prioritet u aspektima poput napajanja te modelirati pitanja poput termalnih efekata na sistem napajanja.

"Mislim da je ideja o 'stajanju na ramenima divova' veoma duboko ukorijenjena u kulturi NIAC-a. Naš glavni doprinos na kraju ovog procesa bit će sveobuhvatan javni izvještaj. Korištenje ranijih povezanih izvještaja i drugih otvorenih istraživanja u ovoj oblasti od ključne je važnosti za kvalitetno obavljanje ovog posla". zaključio je Drew.