SCIENZA E RICERCA

Daedalus, la sfera robotica che esplora le cavità lunari

A prima vista Daedalus potrebbe non sembrare un robot in grado di esplorare le profonde grotte lunari, eppure è proprio questo lo scopo per cui è stata progettata da un team di ricercatori coordinato dalla Julius Maximilians Universität di Würzburg.

La sfera Daedalus, con i suoi 46 centimetri di diametro, è stata progettata per contenere alcune camere stereoscopiche immersive, laser radar lidar per la mappatura 3D, dei sensori di temperatura e di radiazione. Le braccia estensibili completano il set, con l’obiettivo di navigare più agevolmente tra gli ostacoli e per testare le proprietà delle rocce che potrebbe incontrare sul suo percorso.

Daedalus (Descent And Exploration in Deep Autonomy of Lunar Underground Structures) è stata valutata dell’Esa, l’Agenzia Spaziale Europea nell’ambito di un più ampio concetto di missione per l’esplorazione delle cavità lunari create dai lava tubes. Recentemente questi sono l’oggetto di ricerche e di missioni orbitali, infatti sono stati individuati alcuni “skylight”, ovvero gli accessi alle ampie cavità che stanno al di sotto della superficie lunare, creati dagli antichi flussi di lava sotterranea. I lava tubes appunto, sono di grande interesse scientifico perché potrebbero nascondere all'interno del materiale lunare primordiale, o anche depositi del preziosissimo ghiaccio d’acqua. Il loro utilizzo non è solo utile alla ricerca geologica, ma potenzialmente potrebbero rivelarsi degli habitat adeguati per gli insediamenti umani, al riparo da radiazioni cosmiche e solari, dalle micro-meteoriti e dalle temperature variabili del giorno lunare.

Daedalus sarà calato con un lungo cavo nella grotta, in modo da assicurare corrente e trasferimento dei dati. Successivamente sarà sganciato e potrà navigare nelle cavità tramite il rotolamento e sarà alimentato dalle batterie interne, continuando a trasmettere dati via Wi-Fi. Il team di ricercatori che ha ideato la sfera robotica, guidato dalla Jmu, è formato da molte realtà europee, tra cui la Jacobs University di Brema, il Cira (centro ricerche aerospaziali), la società Vigea (Virtual Geographic Agency di Reggio Emilia, il Cisas (il Centro di Ateneo di studi e attività Spaziali) e il dipartimento di Geoscienze dell’università di Padova.

Il ruolo del Cisas e del Dipartimento di Geoscienze è stato quello di definire gli obiettivi scientifici e i requisiti degli strumenti analitici a bordo della sfera robotica. “Daedalus sarà equipaggiato di quattro camere iper-emisferiche di nuova concezione che potranno fornire una visione immersiva a 360° durante la discesa del pozzo”, fa sapere Claudio Pernechele scienziato dell’INAF che ha guidato la loro progettazione. A queste si aggiunge anche la presenza di due lidar (laser scanner) a diverse lunghezze d’onda che potranno permettere di mappare le zone in ombra e il possibile tunnel di lava. “Questa strumentazione, oltre a permetterci ricostruzioni tridimensionali del sottosuolo, potrà caratterizzare le pareti basaltiche e i paleosuoli in esse intrappolati lungo il pozzo e permetterà di ottenere informazioni sulla possibile presenza d’acqua e minerali ricchi in titanio, come l’ilmenite, all’interno del tubo” ha dichiarato Sabrina Ferrari del Cisas che si è occupata delle capacità di riconoscimento composizionale di camere e lidar.

“Per caratterizzare il sito di atterraggio che potesse fornire un accesso sicuro alla grotta lunare, è stato prodotto un modello digitale del terreno ad altissima risoluzione, sono stati valutati gli ingombri delle rocce presenti sulla superficie e analizzate le pendenze del terreno in modo che l’atterraggio della missione, l’avvicinamento e l’accesso alla grotta fossero il più sicuri possibile“ ha spiegato Riccardo Pozzobon del Cisas che, con Maurizio Pajola dell’Inaf, si è direttamente occupato della caratterizzazione geologica del sito.

Intervista a Riccardo Pozzobon, geologo del Cisas e dipartimento di Geoscienze, università di Padova. Montaggio di Elisa Speronello

Come spiega Pozzobon nella nostra intervista, Daedalus è stato selezionato da Esa insieme a una gru robotica, progettata dal consorzio Università di Vigo e Oviedo, che dovrebbe calare la sfera all’interno del pozzo verticale. I due progetti insieme sono entrati nella fase di studio e sono al momento sottoposti a uno studio Cdf (Concurrent Design Facility) dell’Esa, in cui per 40 giorni un team di esperti Esa nelle varie discipline dedicate a studi di missione, fornisce il proprio expertise nel dimensionamento corretto della sfera e della gru, i controlli termici, la potenza richiesta e in generale tutto il dimensionamento di sistemi e sottosistemi. Tutto questo con l’obiettivo di assicurare la fattibilità della missione.

Nella giornata di mercoledì 24 marzo 2021, l'immagine di Daedalus è stata scelta come "image of the week" dal sito dell'Esa e i suoi sviluppi futuri possono essere seguiti via Twitter sull'account ufficiale del progetto, daedalus-the-sphere

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