De constructie en het testen van de CADRE-rovers zijn voltooid, die het maanoppervlak samen in kaart zullen brengen als een technische demo om de belofte van multi-robotmissies te laten zien.

Een drietal kleine rovers die de maan synchroon met elkaar zullen verkennen, rollen richting lancering. Ingenieurs van het Jet Propulsion Laboratory van NASA in Zuid-Californië hebben onlangs de assemblage van de robots voltooid en ze vervolgens aan een reeks zware tests onderworpen om er zeker van te zijn dat ze hun schokkende raketrit naar de ruimte en hun reizen in de meedogenloze maanomgeving zullen overleven.

Als onderdeel van een technologiedemonstratie genaamd CADRE (Cooperative Autonomous Distributed Robotic Exploration), is elke rover op zonne-energie ongeveer zo groot als een handbagage. De rovers en bijbehorende hardware zullen worden geïnstalleerd op een lander die op weg is naar de Reiner Gamma-regio van de maan.

Ze zullen de uren met daglicht van een maandag (het equivalent van ongeveer 14 dagen op aarde) doorbrengen met het uitvoeren van experimenten door autonoom grondradar te verkennen, in kaart te brengen en te gebruiken die onder het oppervlak van de maan tuurt.

Het doel is om te laten zien dat een groep robotachtige ruimtevaartuigen kan samenwerken om als team taken uit te voeren en gegevens vast te leggen zonder expliciete opdrachten van missiecontrollers op aarde. Als het project slaagt, kunnen toekomstige missies bestaan ​​uit teams van robots die zich verspreiden om gelijktijdige, gedistribueerde wetenschappelijke metingen uit te voeren, mogelijk ter ondersteuning van astronauten.

Ingenieurs hebben vele uren besteed aan het testen van rovers en het oplossen van bugs om de hardware af te werken, door de tests heen te komen en deze voor te bereiden voor integratie met de lander.

"We zijn in een stroomversnelling gegaan om deze technische demo gereed te maken voor zijn maanavontuur", zegt Subha Comandur, CADRE-projectmanager bij JPL. "Het zijn maanden van bijna 24 uur per dag testen en soms opnieuw testen geweest, maar het harde werk van het team werpt zijn vruchten af. Nu weten we dat deze rovers klaar zijn om te laten zien wat een team van kleine ruimterobots samen kan bereiken." P>

Schudden en bakken

Hoewel de lijst met tests uitgebreid is, omvatten de meest brutale tests extreme omgevingsomstandigheden om ervoor te zorgen dat de rovers de ontberingen van de komende weg kunnen weerstaan. Dat omvat onder meer het opsluiten in een thermische vacuümkamer die de luchtloze omstandigheden in de ruimte en de extreem warme en koude temperaturen ervan simuleert. De hardware wordt ook vastgeklemd aan een speciale "schudtafel" die intens trilt om ervoor te zorgen dat deze de reis uit de atmosfeer van de aarde zal doorstaan.

"Dit is waar we onze rovers aan onderwerpen:'schudden' om de raketlancering zelf te simuleren en 'bakken' om de extreme temperaturen in de ruimte te simuleren. Het is erg zenuwslopend om persoonlijk getuige te zijn, 'zei Guy Zohar van JPL, de vlucht van het project. systeem manager. "We gebruiken veel zorgvuldig geselecteerde commerciële onderdelen voor ons project. We verwachten dat ze werken, maar we maken ons altijd een beetje zorgen als we gaan testen. Gelukkig is elke test uiteindelijk succesvol geweest."

Ingenieurs voerden ook omgevingstests uit op drie hardware-elementen die op de lander waren gemonteerd:een basisstation waarmee de rovers zullen communiceren via mesh-netwerkradio's, een camera die zicht geeft op de activiteiten van de rovers en de inzetsystemen die de rovers naar beneden zullen laten zakken. het maanoppervlak via een vezelkabel die langzaam uit een gemotoriseerde spoel wordt gevoerd.

Ook code op de proef gesteld

Ondertussen hebben ingenieurs die aan de coöperatieve autonomiesoftware van CADRE werkten, vele dagen doorgebracht in de rotsachtige, zanderige Mars Yard van JPL met volledige versies van de rovers, ontwikkelingsmodellen genoemd. Met vliegsoftware en autonomiemogelijkheden aan boord lieten deze testrovers zien dat ze de belangrijkste doelstellingen van het project konden bereiken.

Ze reden samen in formatie. Geconfronteerd met onverwachte obstakels, pasten ze als groep hun plannen aan door bijgewerkte kaarten te delen en gecoördineerde paden opnieuw te plannen. En toen de batterij van een rover bijna leeg was, pauzeerde het hele team zodat ze later samen verder konden.

Het project voerde 's nachts verschillende ritten uit onder grote schijnwerpers, zodat de rovers extreme schaduwen en verlichting konden ervaren die ongeveer overeenkomen met wat ze overdag op de maan tegenkomen.

Daarna voerde het team soortgelijke rijtests uit met vluchtmodellen (de rovers die naar de maan gaan) in een JPL-cleanroom. Toen de smetteloze vloer daar een beetje glad bleek te zijn – een andere structuur dan het maanoppervlak – verlieten de robots de formatie. Maar ze stopten, pasten zich aan en vervolgden hun geplande pad.

"Omgaan met curveballs - dat is belangrijk voor de autonomie. De sleutel is dat de robots reageren als dingen niet volgens plan verlopen, vervolgens opnieuw plannen en nog steeds succesvol zijn", zegt Jean-Pierre de la Croix van JPL, hoofdonderzoeker en hoofd van de autonomie van CADRE. "We gaan naar een unieke omgeving op de maan, en er zullen natuurlijk nog wat onbekendheden zijn. We hebben ons best gedaan om ons daarop voor te bereiden door software en hardware samen in verschillende situaties te testen."

Vervolgens wordt de hardware verzonden naar Intuitive Machines voor installatie op een Nova-C-lander die zal worden gelanceerd bovenop een SpaceX Falcon 9-raket vanuit het Kennedy Space Center van NASA in Florida.

Geleverd door Jet Propulsion Laboratory