מדוע הדור הבא של רכבי המאדים עשוי להיות קטן יותר מגרגר חול
גודלו של רכב החלל Curiosity של נאס"א, שנחת בתחילת אוגוסט בשלום על המאדים, הוא כגודלו של רכב 4×4, ויש לכך סיבה טובה: הוא בנוי לשאת 75 ק"ג של כלים מדעיים על פני סלעים ואל תוך ואדיות. אבל שילוח רובוטים שגודלם כגודל רכב האמר לכוכבי לכת אחרים הוא לא מעשי כל כך. ראשית, זה יקר. (שילוח רכב חלל במשקל של ה-Curiosity למאדים צורך יותר מ-450 טון דלק). רכבי חלל גדולים צורכים כמויות גדולות של אנרגיה ומוגבלים בטווח. לגבי משימות עתידיות, המגמה של חלק מהחוקרים שהתחילו להסתכל על ננו-בוטים – כל אחד מהם כאחד חלקי מיליארד מהגודל של ה-Curiosity – היא לעשות יותר עבודה מדעית באמצעות פחות מקורות.
הננו-בוטים הראשונים שמתוכננים להגיע אל המאדים אמורים להגיע כעננה של "אבק חכם" – רובוטים בגודל גרגרי חול שנעים כמו סופת חול, תוך ניצול הרוח המאדימית לצרכי תנועה. מעבורת חלל במסלול לווייני תפיל על המאדים קפסולה של גרגרי ננו-בוטים. הגרגירים ינצלו את כוח המשיכה החלש של המאדים (38 אחוז מזה של כדור הארץ) כדי לרחף על הרוחות הקלות של המאדים. ג'ון בארקר, פיזיקאי באוניברסיטת גלאזגו, אומר שלפי סימולציות המחשב שלו, שחרור אחד של 30,000 ננו-בוטים עשוי לספק כיסוי של אלפי קמ"ר. כל רובוט יכיל ננו-מעבד, אנטנה לתקשורת עם גרגרים שכנים, חיישן לאיסוף נתונים וקליפת פולימר בשליטת-אלקטרודה המסוגלת לשנות את צורתה.
| רכבים אדומים: רובוטים בגודל גרגרי חול שמרחפים ברוח (משמאל) ורובטים זעירים מהלכים יוכלו לאסוף מידע על המאדים וכוכבי לכת אחרים |
|
כאשר הם ינחתו על הקרקע, הגרגרים יחליטו מי מהם ישנה את קליפתו מצורה חלקה למחוספסת שיוצרת כוח גרר כדי לסייע לו לנוע עם הרוח. הגרגרים ישתמשו בחיישנים שלהם כדי לאסוף נתונים על זרמי האוויר של המאדים ועל תרכובות כימיות ואז יעבירו את המידע הזה אל הלוויין, אשר יעביר אותו בחזרה אל כדור הארץ. הפרויקט אולי נשמע מורכב בצורה בלתי אפשרית, אבל פולימרים המשנים את צורתם כבר קיימים במעבדה, ובארקר התחיל כבר לבחון את החלק המאתגר ביותר של הקונספט – מערך התקשורת – עם אבות-טיפוס בקוטר של סנטימטר.
לצורך משימות מורכבות ומוכוונות יותר, כמו חפירה בקרקע המאדים ואיסוף דגימות, יצטרכו הרובוטים לנוע בצורה אוטונומית ובאמצעות כוח עצמאי. חוקרים בתוכנית ה-ANTS (נחיל ננו-טכנולוגי אוטונומי) של נאס"א מפתחים קונספטים לרובוטים זעירים, הנקראים רובוטי TETwalker, המסוגלים לעשות את זה בדיוק. לכל TETwalker יהיו ארבע תומכות ננו-צינוריות מפחמן המחוברות על ידי מפרקים. כל רובוט יוכל לנוע עצמאית על ידי הארכת או קיצור התומכות שלו, ובכך לשנות את מרכז הכובד שלו כדי להתגלגל בכיוון הרצוי.
יחד, עשרות אלפים של ננו-רובוטים TETwalker יוכלו לחבור יחדיו כדי ליצור מכשירים כמו רכבי מאדים עם אנטנות, אשר יוכלו לנוע על פני כוכב הלכת בחיפוש אחר סימני חיים ומים. עד כה, בנו המהנדסים אב-טיפוס שנועד להראות היתכנות בגובה של 60 ס"מ שנע בתגובה לפקודות אנושיות. כדי לכווץ את האב-טיפוס הזה לגודל של ננו, צריכים המדענים ננו-צינוריות מתקדמות שיוכלו לנוע ולסדר את עצמן בדרכים שונות שייצרו סוגים שונים של חומרים. סטיב קרטיס, מנהל הפרויקט אומר שבהתאם למהירות הפיתוח בתחום הננו-טכנולוגי וברמות המימון, יוכלו רובוטי TETwalker לנחות על המאדים בתוך 30 עד 40 שנה.
| לשם המחשת קנה המידה: קוטרו של וירוס ההרפס (מימין) הינו 125 ננו-מטר, בעוד שקוטרה של ננו צינורית פחמן הוא 4 ננו-מטר בלבד |
|
בלי מחסה, כל רובוט שיפעל על המאדים ייכנע בסופו של דבר לקרינה הקוסמית העצמתית הקיימת שם ולמזג האוויר הקיצוני. כדי לאפשר לננו-בוטים לבצע משימות ארוכות טווח, עובד קונסטנטינוס מאברואידיס, מהנדס באוניברסיטת נורת'איסטרן, על תכנית תיאורטית שתקיף את כל מה שאמור להיות בבסיס ננו-בוטים על המאדים. מאברואידיס מכנה את מכלול רשת קורי העכביש הזאת של מנהרות ננו-צינוריות שתשתרע על פני קילומטרים – קונספט ה-Networked TerraXplorer. לוויין יפיל את מערכת ה-TerraXplorer, טעונה מראש בננו-בוטים, על פני שטח המאדים. כשהיא תגיע למקומה המיועד, הננו-בוטים המוגנים יוכלו לבצע על המאדים מדידות לטווח ארוך של מזג האוויר ושל פעילות סייסמית.
למרות שהמאדים הוא ככל הנראה היעד הראשון לננו-בוטים, יוכלו מדענים בסופו של דבר לשלוח אותם למקומות מרוחקים וקיצוניים בהרבה. חוקרים במעבדת ההנעה הסילונית של נאס"א מפתחים ננו-צינוריות פחמן שיכולות לשרוד את 482 המעלות המצויות על פני השטח של כוכב נוגה. אחרים חוקרים דרכים להעביר ננו-בוטים דרך החלל הבין-כוכבי. בכל מקרה, בעשורים הקרובים, כמה מהתגליות המהממות ביותר הקשורות לחלל עשויות לבוא מרובוטים הקטנים ממכונית צעצוע.
עוד על חידושים בגליון אוקטובר של popular science ישראל – למבצע היכרות מיוחד לגולשי HWzone.co.il
