MoonRanger, um pequeno robô robótico sendo desenvolvido pela Carnegie Mellon University e seu spinoff Astrobotic, concluiu a revisão do projeto preliminar em preparação para uma missão de 2022 para procurar sinais de água no pólo sul da lua.

Se o gelo enterrado existe em quantidades úteis é uma das questões mais urgentes na exploração lunar, e MoonRanger será o primeiro a buscar evidências disso no solo. Se encontrado em concentração suficiente em locais acessíveis, gelo pode ser o recurso mais valioso do sistema solar, disse William "Red" Whittaker, Professor Pesquisador dos Fundadores da Universidade no Instituto de Robótica.

"A água é a chave para a presença humana e o uso da lua, "explicou Whittaker, quem está liderando o desenvolvimento do MoonRanger. "As agências espaciais de todo o mundo pretendem investigá-lo."

Whittaker e sua equipe abordaram a NASA pela primeira vez sobre o uso de robôs para pesquisar gelo lunar em 1996, e eles cumprirão essa visão um quarto de século depois, chegando em 2022.

"Isso não foi rápido nem fácil, Whittaker disse. "É impressionante que depois de tantos anos teremos o primeiro olhar."

A NASA seguirá o MoonRanger em uma data posterior com seu Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER), que irá realizar uma exploração mais rigorosa e sustentada e caracterização científica do gelo.

O módulo de pouso da MoonRanger será o XL-1 da Masten Space Systems, apoiado pelo programa de serviços de carga útil lunar comercial da NASA. O rover será uma das oito cargas úteis de ciência e tecnologia, que são apoiados pelo programa NASA Lunar Surface Instrument and Technology Payloads.

A agência espacial disse que as cargas úteis apóiam seu programa Artemis, que visa devolver astronautas americanos à lua nos próximos anos.

Mês passado, os revisores determinaram a viabilidade do projeto do rover e sua missão. Lydia Schweitzer, um aluno de mestrado em design computacional que liderou a equipe de engenharia de sistemas, disse que a revisão de dois dias envolveu mais de 60 pessoas - incluindo veteranos do programa Apollo e do projeto Mars rover - que forneceram sugestões e feedback importantes.

Schweitzer disse que o projeto envolveu uma dúzia de professores e funcionários, bem como pelo menos 90 alunos, incluindo três semestres de inscritos no curso do projeto de Whittaker. As disciplinas representadas na equipe incluem engenharia, robótica, Ciência da Computação, Engenharia de software, interação humano-computador, arquitetura e design. A equipe também tirou proveito de uma rede de ex-alunos da CMU com experiência em robótica espacial para resolver problemas e otimizar o design do rover.

Mesmo enquanto o MoonRanger toma forma, Whittaker e outra equipe de estudantes continuam a se preparar para uma missão de 2021 na qual um rover CMU de quatro libras chamado Iris e um pacote de arte CMU chamado MoonArk viajarão para a lua no módulo Peregrine da Astrobotic.

MoonRanger apresenta uma série de inovações técnicas. Do tamanho de uma mala, é projetado para explorar repetidamente a uma taxa de 1, 000 metros por dia na Terra em condições de luz solar e escuridão - velocidade sem precedentes para um rover planetário. Por contraste, um robô chinês agora do outro lado da lua tem em média menos de um metro por dia terrestre.

Ao contrário de outros rovers, MoonRanger não carrega aquecimento de isótopos, portanto, sua bateria e componentes eletrônicos falharão quando a noite cair e as temperaturas criogênicas aumentarem. o robô deve cumprir sua missão em menos de 14 dias terrestres iluminados pelo sol do mês lunar. Também é leve e não pode carregar um grande rádio para se comunicar diretamente com a Terra. Portanto, deve retornar ao módulo de pouso, com o qual estabelecerá comunicação sem fio de curto alcance para que o rádio do módulo de pouso possa retransmitir as descobertas do robô para a Terra.

"MoonRanger vai ficar por conta própria por longos períodos de tempo, "disse David Wettergreen, professor pesquisador de robótica e co-investigador do projeto rover, observando que o rover ficará fora de contato com os controladores na Terra enquanto faz suas explorações

A missão foi originalmente projetada para demonstrar a capacidade do rover. Mas a NASA o expandiu nesta primavera para incluir a busca por gelo, adicionando seu Neutron Spectrometer System (NSS) ao MoonRanger. O NSS, desenvolvido pelo NASA Ames Research Center, mede a quantidade de hidrogênio na camada superior do solo lunar, chamado regolito. A abundância de hidrogênio está correlacionada com a concentração de gelo de água enterrado. O NSS estará junto para o passeio, "tiquetaqueando como um contador Geiger" quando o rover passa sobre o gelo enterrado, em seguida, caindo em silêncio em áreas secas, Whittaker disse.

O painel solar do rover é orientado verticalmente para capturar os ângulos baixos do sol experimentados no pólo. O sol baixo também significa que crateras e depressões são profundas, sombras totalmente negras. O Vagabundo, Portanto, precisará sentir e navegar pela escuridão - outro primeiro. Uma vez que os sensores LIDAR usados ​​comumente por robôs terrestres ainda não estão disponíveis para pequenos rovers espaciais, O MoonRanger alcança a visão noturna projetando listras de linha de laser à sua frente para modelar o terreno escuro, tanto quanto as câmeras estéreo fazem sob a luz do sol.

Assim que pousar na lua, MoonRanger irá avaliar sua direção, recursos de navegação e mapeamento em passeios curtos perto do módulo de pouso. Em seguida, ele tentará uma série de caminhadas distantes em busca de gelo.

"Se pudéssemos fazer uma caminhada de um quilômetro, ficaríamos muito felizes, "Wettergreen disse." Se pudéssemos fazer isso duas vezes, isso seria incrível. "

A incerteza é inevitável para uma missão tão ambiciosa como MoonRanger, Whittaker disse.

"Diante disso, há apenas a questão de saber se deve fazê-lo de qualquer maneira, "ele acrescentou." Isso tem todos os elementos de propósito, tecnologia, exploração, ciência e realização de visão. Isso não deixa dúvidas sobre ir em frente e dar tudo de nós. "