Bevægelse får tingene til at bevæge sig, og visse former for bevægelse får dem til at bevæge sig bedre end andre. Disse mere effektive typer af bevægelsesændring afhængigt af miljøet, hvilket er endnu mere sandt for rumforskning. Metoder, der muligvis fungerer godt på jorden eller endda andre planeter, såsom helikoptere, kan være fuldstændig ubrugelige på andre. Men specialiserede former for bevægelse bugner, og NASA Institute of Advanced Concepts (NIAC) fase I -tilskud til dette år inkluderer et nærmere kig på en sådan specialiseret form – hopping.
Den benede efterforskning på tværs af PLUME (LEAP) -programmet ville bruge en specielt designet jumpingrobot til at udforske de nedre dele af de massive plommer, der udsendes fra Enceladus. Konceptet er baseret på Salto Jumping Robot, oprindeligt udviklet af et hold på UC Berkeley. Justin Yim, nu professor ved University of Illinois og Niac Fase I -støttemodtageren, arbejdede på det som en del af hans ph.d. afhandling.
I et interview med Fraser beskriver Dr. Yim, hvad der gør Salto unik. For sin størrelse, der kun måler ca. 50 centimeter og vægt, der er planlagt til mindre end 0,5 kg, mener Dr. Yim, at robotten kunne hoppe op mod 100 m vandret på overfladen af enceladus.
Det er en betydelig fordel i forhold til andre former for bevægelse på den iskolde måne. Enceladus har ingen atmosfære, så flyvning skulle drives af en raket, der vil bruge brændstof, snarere end af rotorer, som opfindsomhed var i stand til at gøre på Mars. Overfladen er imidlertid også iskolde og ujævn, hvilket gør en rover trundle upraktisk.
Hopping tilbyder imidlertid det bedste fra begge verdener. Det kræver relativt lidt strøm og kan som sådan udføres flere gange uden at udtømme en robots batteri. Men det er også terræn agnostisk, skyhøje over de mest udfordrende dele. Det ville også give roboten mulighed for at hoppe direkte gennem den nederste del af plommerne, som Enceladus skubber ud i det saturniske system, hvis resterne udgør en af Saturns spektakulære ringe.
Ingen anden form for bevægelse ville være i stand til at komme så tæt på kilden til plumerne, og da disse plumes er nogle af de mest interessante dele af Enceladus, er det at studere dem tæt på af mange grunde.
Især en mission, Enceladus Orbilander, som var en foreslået flagskibsmission, som 2023 Decadal -undersøgelsen støttede, ville være i stand til at fange de øverste dele af en gejser, da den fløj gennem en på sin orbitalsti, men ville ikke være i stand til at indsamle data På dets nedre dele. I det mindste som oprindeligt forestillede sig, ville dens lander ikke være i stand til at bevæge sig gennem en geyser.
Leap kunne dog potentielt løbe en tur med systemet. Brug af landeren som en lanceringsplatform ville spare en betydelig designindsats for selve roboten. Det kunne endda bruge Orbilander som en genopladningsstation, så den kan udforske endnu længere væk.
Der er dog nogle udfordringer – det originale design af Salto havde kun et reaktionshjul, som gjorde det muligt for dets ingeniører at kontrollere robothøjden, hvilket gjorde det muligt for det . For virkelig at kontrollere sig selv ville Leap imidlertid have brug for to andre reaktionshjul for at kontrollere gab og ruller, hvilket giver ingeniører direkte kontrol over alle tre akser af robotens orientering.
Dr. Yim tilføjede, at forskerne som en del af fase I -undersøgelsen planlagde at vurdere at bruge disse reaktionshjul til at kontrollere bevægelse i disse tre dimensioner for at hjælpe med at rette op på roboten, hvis den falder over. Uundgåeligt, i betragtning af Enceladus’s ru og iskaldt glatte overflade, vil den unægtelig til sidst falde over.
Som Dr. Yim diskuterer med Fraser, er der altid en afvejning mellem størrelse, vægt og kapacitet for robotter. Endnu større versioner af LEAP ville ikke nødvendigvis være i stand til at rejse så langt eller så effektivt som en mindre gør – selvom de muligvis kunne bære mere nyttelast. En af begrænsningerne i en lille springrobot er de massegrænser, der er placeret på dens evne til at hoppe. Derfor forventer Dr. Yim, at enkel instrumentering, som en flowmåler og et kamera, vil være omfanget af, hvad sprang vil være i stand til at transportere ind i blommen, snarere end mere avanceret instrumentering som et massespektrometer, der muligvis giver mere indsigt, men ville også være voluminøs for at hoppe.
Som alle NIAC -fase I -projekter er denne stadig meget tidligt i udviklingen. Resultatet af denne runde forventes at være en casestudie, der viser de parametre, der skal overvejes i ethvert fremtidig design eller prototype. Uanset om det ender på Enceladus, synes springkonceptet bag Leap at være en vigtig bevægelsesstil for mange fremtidige robotter, så forvent at se mere spring rundt i nærheden af dig en gang snart.