As missões planetárias à superfície de Marte são conduzidas com extrema cautela. Os atrasos na comunicação entre os exploradores terrestres e robóticos podem variar de quatro a 22 minutos, e a capacidade limitada de transmissão de dados acrescenta outra camada de limitação. Por esta razão, os cientistas devem planear cuidadosamente cada passo com antecedência. Os Rovers também são projetados para conservar energia e evitar perigos, de modo que se movem lentamente em terrenos acidentados. A maioria viaja apenas algumas centenas de metros por dia, o que limita a quantidade de paisagem que podem estudar e dificulta a recolha de uma vasta gama de dados geológicos.
Os pesquisadores exploraram uma nova técnica projetada para superar essas limitações. Em vez de depender da orientação humana constante, eles testaram um robô semiautônomo capaz de se mover de um alvo para outro e coletar dados por conta própria. Equipado com instrumentos compactos, o robô pode examinar múltiplas rochas em sequência e medir de forma independente.
Os resultados mostraram uma grande melhoria na eficiência. Em vez de focar em uma única rocha para supervisão contínua, o robô pode navegar para diferentes locais e analisar cada um deles. Esta abordagem acelerou significativamente tanto a prospecção de recursos como a procura de “bioassinaturas” (isto é, provas de vida) na superfície do planeta.
A equipe queria saber se um robô carregando um conjunto relativamente simples de instrumentos ainda poderia produzir resultados científicos significativos enquanto trabalhava rapidamente. As descobertas confirmaram que mesmo o equipamento compacto foi suficiente para cumprir os objetivos principais, incluindo a identificação de rochas importantes para a astronomia e a exploração de recursos.
Um robô com pernas sendo testado em condições semelhantes às de Marte
Para demonstrar esse conceito, os pesquisadores usaram o robô quadrúpede ‘ANYmal’. Foi equipado com um braço robótico contendo dois instrumentos: o gerador de imagens microscópicas MICRO e um espectrômetro Raman portátil desenvolvido para o ESA-ESRIC Space Resources Challenge. O projeto envolve a colaboração com a ETH Zurich, o Laboratório de Sistemas Robóticos da ETH Zurich, a Universidade de Zurique e a Universidade de Berna.
Os experimentos foram realizados nas instalações ‘Marslab’ da Universidade de Basileia. Este ambiente simula as condições da superfície planetária usando rochas análogas, materiais ‘regolíticos’ (ou seja, poeira planetária) e condições de luz analógicas. Durante os testes, o robô se move de forma autônoma para alvos selecionados, implanta seus instrumentos usando o braço robótico e transmite imagens e dados espectrais para análise.
O sistema identificou com sucesso uma variedade de tipos de rochas que são importantes para a ciência planetária. Estes incluem gesso, carbonato, basalto, dunito e anortosito. Muitos destes materiais são particularmente valiosos para missões futuras. Por exemplo, rochas análogas à Lua, como o dunito (rico em olivina e óxidos), anortosito (contendo anortita) e óxidos como o rutilo, podem apontar para recursos úteis.
Resultados mais rápidos com exploração multialvo
Os pesquisadores compararam dois métodos: um método tradicional, no qual os cientistas guiam o robô até um único alvo, e um método semiautônomo, no qual o robô procura vários alvos em sequência.
A diferença de velocidade foi perceptível. A missão multialvo foi concluída em apenas 12 a 23 minutos, enquanto uma missão tripulada comparável demorou 41 minutos.
Mesmo com esta velocidade rápida, o robô mantém um forte desempenho científico. Num teste, identificou corretamente todos os alvos selecionados.
Esta abordagem poderia permitir que futuras missões explorassem áreas muito maiores da superfície do planeta num período de tempo mais curto. Os cientistas irão então analisar os dados recebidos e decidir quais locais merecem um estudo mais detalhado.
Ao reduzir a necessidade de intervenção humana constante, os robôs podem mover-se mais livremente pelo terreno, analisar rochas mais rapidamente e recolher dados valiosos. Isto permitirá um rápido progresso científico e ajudará os investigadores a concentrarem-se nas amostras mais promissoras.
Preparando-se para futuras missões à Lua e Marte
O estudo mostra que dispositivos pequenos e simples ainda podem fornecer informações científicas valiosas quando combinados com sistemas robóticos autônomos. Em vez de depender inteiramente de maquinaria grande e complexa, as missões futuras poderiam utilizar robôs ágeis para inspecionar rapidamente os arredores e identificar alvos de alta prioridade.
À medida que as agências espaciais planeiam novas missões à Lua, Marte e mais além, robôs semiautónomo como estes poderão desempenhar um papel fundamental. Ao percorrerem mais terreno em menos tempo, podem melhorar tanto a prospecção de recursos como a procura de sinais de vidas passadas.
