As missões planetárias na superfície de Marte devem ser conduzidas com extrema cautela. Os atrasos na comunicação entre a Terra e os exploradores robóticos podem variar de 4 a 22 minutos, com capacidades limitadas de transferência de dados adicionando outra camada de restrições. Por causa disso, os cientistas devem planejar cada etapa cuidadosamente e com antecedência. Os Rovers também são projetados para economizar energia e evitar perigos, por isso se movem lentamente em terrenos acidentados. A maioria das pessoas viaja apenas algumas centenas de metros por dia, o que limita a extensão da paisagem que podem estudar e torna mais difícil a recolha de dados geológicos extensos.
Os pesquisadores exploraram uma nova estratégia destinada a superar essas limitações. Em vez de depender da orientação humana constante, eles testaram um robô semiautônomo capaz de se mover de um alvo a outro e coletar dados por conta própria. Equipado com instrumentos compactos, o robô pode inspecionar múltiplas rochas em sequência e realizar medições de forma independente.
Os resultados mostram melhorias significativas na eficiência. Em vez de focar em uma única rocha com supervisão constante, o robô pode navegar por vários locais e analisar cada um deles. Esta abordagem acelera significativamente a exploração de recursos e a procura de “bioassinaturas” (ou seja, evidências de vida) nas superfícies planetárias.
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 confirmam que mesmo ferramentas compactas são suficientes para atingir objetivos importantes, incluindo a identificação de rochas importantes para a astrobiologia e a exploração de recursos.
Testando robôs com pernas em condições semelhantes às de Marte
Para demonstrar esse conceito, os pesquisadores usaram o robô quadrúpede “ANYmal”. Está equipado com um braço robótico que alberga dois instrumentos: o microscopia imager MICRO e o espectrómetro Raman portátil desenvolvido para o ESA-ESRIC Space Resources Challenge. O projeto envolve a colaboração com o Laboratório de Sistemas Robóticos da ETH Zurique, ETH Zurique | Space University, a Universidade de Zurique e a Universidade de Berna.
Os experimentos foram realizados nas instalações do “Laboratório Mars” da Universidade de Basel. O ambiente usa rocha simulada, materiais “regolito” (ou seja, poeira planetária) e condições de iluminação simuladas para simular as condições da superfície planetária. Durante o teste, o robô se move automaticamente em direção ao alvo selecionado, usa seu braço robótico para posicionar o instrumento e transmite imagens e dados espectrais para análise.
O sistema identificou com sucesso uma variedade de tipos de rochas importantes para a ciência planetária. Estes incluem gesso, carbonatos, basalto, dunito e anortosito. Muitos destes materiais serão particularmente valiosos para missões futuras. Por exemplo, rochas semelhantes à lua, como dunito (rico em olivina e óxidos), anortita (rica em anortita) e óxidos (como rutilo) podem ser recursos úteis.
Obtenha resultados mais rapidamente com a exploração multiobjetivo
Os pesquisadores compararam duas abordagens: uma abordagem tradicional, na qual os cientistas guiam um robô até um único alvo, e uma abordagem semiautônoma, na qual o robô estuda múltiplos alvos sequencialmente.
A diferença de velocidade é impressionante. A missão multiobjetivo leva apenas 12 a 23 minutos para ser concluída, em comparação com 41 minutos para uma missão semelhante guiada por humanos.
Mesmo com sua velocidade mais rápida, o robô ainda mantém um forte desempenho científico. Num teste, identificou corretamente todos os alvos selecionados.
Esta abordagem poderia permitir que futuras missões escaneassem áreas maiores de superfícies planetárias em menos tempo. Os cientistas irão então rever os dados recebidos e decidir quais locais merecem um estudo mais aprofundado.
Ao reduzir a necessidade de intervenção humana constante, os robôs podem mover-se mais livremente pelo terreno, analisar rochas rapidamente e recolher dados valiosos. Isto tornará o progresso científico mais rápido e ajudará os investigadores a concentrarem-se nas amostras mais promissoras.
Preparando-se para futuras missões à Lua e a Marte
O estudo mostra que instrumentos menores e mais simples ainda podem fornecer informações científicas valiosas quando usados em conjunto com sistemas robóticos autônomos. As missões futuras poderiam utilizar robôs ágeis para inspecionar rapidamente os arredores e identificar alvos de alta prioridade, em vez de depender inteiramente de equipamentos grandes e complexos.
Robôs semiautônomos como este poderiam desempenhar um papel fundamental enquanto as agências espaciais planejam novas missões à Lua, Marte e outros lugares. Ao cobrir mais terras em menos tempo, podem melhorar a exploração de recursos e a procura de sinais de vidas passadas.
