Undervattensrobotar i rymden? Ja, det låter kanske inte helt logiskt. Men den som är väl insatt i NASA:s rymdsond Europa Clippers uppdrag kan nog se fördelarna.
Om sex år ska Europa Clipper nå sin slutdestination: Jupiters omloppsbana. Där ska den genomföra hela 49 förbiflygningar för att leta efter vatten på Jupiters isiga måne Europa. Ombord bär rymdsonden den mest avancerade vetenskapliga hårdvara som NASA någonsin har sänt till det yttre solsystemet.
Samtidigt är en grupp ingenjörer vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory (JPL) i full färd med att utveckla nästa generations robotkoncept, som förhoppningsvis ska komplettera Europa Clippers redan idag avancerade instrument. Då genom att utforska den värld som gömmer sig under ytan.
Det man hoppas åstadkomma inom projektet, som går under namnet SWIM, är nämligen ett dussintals autonoma undervattensrobotar. Ambitionen är att de ska kunna utforska det vatten som forskare tror finns under den 25 kilometer tjocka isskorpan på Europa. Väl i vattnet ska robotarna leta efter kemiska signaler och temperatursignaler som kan tyda på liv.
Nyligen testade ingenjörerna en serie prototyper i en 23 meter lång tävlingsbassäng vid California Institue of Technology i Pasadena i USA. Och resultatet var lovande.
En av prototyperna, som drivs av två propellrar och har fyra klaffar för styrning, visade både prov på kontrollerad manövrering och förmåga att hålla och korrigera sin kurs. Allt skedde dessutom helt autonomt utan mänsklig inblandning. Till ingenjörernas förtjusning kunde roboten till och med stava till ”J-P-L”.
Prototypen är drygt 42 centimeter lång och väger 3,2 kilo. Storleken skiljer sig dock avsevärt från hur stor roboten är tänkt att vara i verkligheten. Då ska den inte mäta större än en handflata.
För att fungera optimalt ska roboten också utrustas med ett nytt trådlöst kommunikationssystem anpassat för vatten, vilket ska göra det möjligt för den att överföra data och triangulera sin position.
Utöver tester i bassäng har teamet också genomfört datorsimuleringar med hjälp av digitala versioner av roboten. Simuleringarna genomfördes i en miljö med samma tryck och gravitation som den sannolikt skulle mötas av på månen Europa.
Genom simuleringarna har ingenjörerna kunnat fastställa robotens förmåga att samla in vetenskaplig data i en okänd miljö. Men de har också kunnat utveckla helt nya algoritmer som gör att roboten kan utforska undervattensvärldar mer effektivt.
Även ett team av medarbetare vid Georgia Institue of Technology har kollat närmare på hur man kan utveckla roboten ytterligare. Bland annat har de tillverkat och testat ett särskilt instrument anpassat efter havets sammansättning.
Instrumentet består av sensorer placerade på ett chip, som bara är några millimeter i kvadrat, som ska göra det möjligt för roboten att mäta vattnets temperatur, tryck, surhet, ledningsförmåga och kemiska sammansättning. Om allt går vägen är det första gången man kunnat kombinera alla dessa sensorer förpackat i ett sådant litet utrymme.
Men trots att prototypens funktioner och instrument hittills har visat på goda resultat, dröjer det innan dess att de kan omsättas till en färdig robot redo att utforska Europas isiga miljö. Under tiden är tanken att roboten ska vidareutvecklas för att utföra vetenskapligt arbete här på jorden. Förutom att bidra till den oceanografiska forskningen tror man också att den kan vara till stor hjälp för att göra mätningar under polarisen.
