NASA ontwikkelt technologie die autonome navigatie mogelijk maakt van toekomstige onderwaterdrones die ondergrondse oceanen bestuderen op ijzige manen zoals Europa van Jupiter. Het bureau werkt aan kunstmatige intelligentie (AI) waarmee duikboten hun eigen beslissingen kunnen nemen tijdens verkenning van buitenaardse waterwerelden.

Ruimteverkenningsmissies en astronomische waarnemingen in de afgelopen jaren hebben aangetoond dat ons zonnestelsel overvloedig aanwezig is in water en op zijn minst verschillende ondergrondse vloeibare oceanen zou kunnen herbergen. De wetenschappelijke gemeenschap gaat ervan uit dat er water bestaat onder de korst van Europa, evenals op andere ijzige manen zoals Saturnus' Dione en Ganymedes. Overtuigend bewijs van verborgen oceanen op dwergplaneten Ceres en Pluto is onlangs ook gepresenteerd, bewijzen dat er veel mysteries diep in deze ijskoude hemellichamen kunnen liggen, wachten om ontdekt te worden door onderwater robot ontdekkingsreizigers.

NASA is zich bewust van de nieuwe uitdagingen waarmee het moet worden geconfronteerd als het met succes de ondergrondse oceanen op Europa en andere ijzige werelden wil verkennen. Dergelijke onderwaterdrones zouden zich richten op het zoeken naar microbieel leven in deze barre omgeving, die de nominale communicatie met missiecontrole op aarde sterk belemmert. Daarom, de belangrijkste kwestie is het ontwikkelen van een zeer autonome, onderzeeërachtige sondes die in staat zijn om in realtime zelf beslissingen te nemen om ononderbroken door te gaan met exploratie en onderzoek.

"Afhankelijk van het exacte missieconcept dat wordt overwogen, autonome onderwatervoertuigen die oceaanwerelden verkennen, zullen dagen tot maanden autonoom moeten opereren. Binnen dit tijdsbestek, zij moeten hun eigen middelen beheren, een grotendeels onbekende omgeving verkennen, inclusief het navigeren van en naar een enkel invoegpunt dat ook dient als communicatieverbinding met de buitenwereld, " vertelde Steve Chien van NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) aan Astrowatch.net.

Chien leidt de Artificial Intelligence Group bij JPL, die momenteel AI ontwikkelt voor onderwaterdrones. Van 26 augustus tot 4 september 2016, het team testte een vloot van gecoördineerde drones in Monterey Bay, Californië, met als doel veranderingen in temperatuur en zoutgehalte te detecteren.

De vloot die werd getest, omvat drie autonome onderwatervoertuigen (AUV's), twee oceaanglijders, en één Tethys-klasse Long-Range AUV. Het systeem wordt aangevuld met een 300 meter resolutie ROMS (Regional Ocean Modeling System) vrij oppervlak, terrein-volgend, primitieve vergelijkingen oceaanmodel speciaal ontwikkeld voor dit project, en een pakket planningssoftware. De software identificeert de locatie van specifieke wetenschappelijke doelen op basis van de ROMS-output en bepaalt autonoom de optimale bemonsteringsstrategie voor een heterogene reeks autonome voertuigen.

Tijdens de testritten van vorig jaar, de vloot van deze zes kleine duikboten voelde hoe de oceaan actief om hen heen veranderde, die essentieel is voor de ontwikkeling van autonome navigatiesystemen. De zweefvliegtuigen werden eerder in de zomer ingezet om ruim een ​​maand aan gegevens te leveren voorafgaand aan het intensieve veldprogramma.

Deze tests maakten deel uit van de voortdurende inspanningen van het team om toekomstige autonome voertuigen te ontwerpen en te plannen, met de nadruk op verdere verfijning en demonstratie van AI-technologieën. De volgende reeks testritten is gepland voor het voorjaar van 2017.

"We ontwikkelen missieconcepten en ontwikkelen enkele van de benodigde technologieën, evenals demonstreren technologieën voor aardanalogen en aardwetenschappelijke problemen, ' zei Chien.

Gezien het feit dat het belangrijkste doel van toekomstige onderwaterdrones die ondergrondse oceanen verkennen, het zoeken naar microbiële levensvormen zou zijn, Chien stelt voor dat de sondes zich concentreren op het zoeken naar scheuren in het oppervlak van een planeet die bekend staan ​​als hydrothermale ventilatieopeningen. Deze kenmerken, vaak gevonden op oceaanbekkens, worden gezien als potentiële levensondersteunende omgevingen vanwege de uitstoot van geothermisch verwarmd water. Verder, een meer algemene karakterisering van zo'n vreemde ondergrondse waterige wereld is ook nodig, omdat deze totaal onbekende en onontgonnen gebieden vertegenwoordigen.

Het team is ervan overtuigd dat hun project een kader zal bieden voor het ontwerpen van robotmissies naar buitenaardse met ijs bedekte oceanen.

"Het overgrote deel van de ruimteverkenning wordt uitgevoerd door robotsondes. Het vergroten van de autonomie bij toekomstige missies is essentieel voor zowel het vergroten van de effectiviteit van ruimteverkenning als het verkennen van verder weg gelegen, uitdagende omgevingen, zoals sub-ijs oceanen, ’ concludeerde Chien.