As missões planetárias na superfície de Marte são realizadas com muito cuidado. Os atrasos na comunicação entre as sondas terrestres e robóticas podem variar de quatro a 22 minutos, e a capacidade limitada de transmissão de dados acrescenta outra camada de limitações. Por causa disso, os cientistas devem planejar cuidadosamente cada etapa com antecedência. Os rovers também são projetados para conservar energia e evitar perigos, de modo que se movem lentamente em terrenos acidentados. A maioria deles percorre apenas algumas centenas de metros por dia, o que limita a possibilidade de estudo da paisagem e dificulta a coleta de uma ampla gama de dados geológicos.
Os pesquisadores exploraram uma nova estratégia projetada para superar essas limitações. Em vez de depender da orientação humana constante, eles testaram um robô semiautônomo capaz de se mover de um alvo para outro e coletar dados por conta própria. Equipado com instrumentos compactos, o robô poderia examinar diversas pedras em sequência e realizar medições independentemente umas das outras.
Os resultados mostraram uma melhoria significativa na eficiência. Em vez de se concentrar numa pedra sob vigilância constante, o robô pode mover-se para vários locais e analisar cada um deles. Esta abordagem acelerou enormemente tanto a exploração de recursos como a procura de “bioassinaturas” (isto é, evidências de vida) nas superfícies planetárias.
A equipe queria saber se um robô com um conjunto relativamente simples de ferramentas poderia produzir resultados científicos significativos enquanto trabalhava rapidamente. As descobertas confirmaram que mesmo instrumentos compactos são suficientes para realizar tarefas importantes, incluindo a identificação de rochas importantes para a astrobiologia e a exploração de recursos.
Testando um robô com pernas em condições semelhantes às de Marte
Para demonstrar esse conceito, os pesquisadores utilizaram o robô quadrúpede “ANYmal”. Foi equipado com um braço robótico que continha dois instrumentos: o gerador de imagens microscópicas MICRO e um espectrômetro Raman portátil desenvolvido para o ESA-ESRIC Space Resources Challenge. O projeto envolveu a cooperação com o Laboratório de Sistemas Robóticos da ETH Zurique, ETH Zurique | Espaço, Universidade de Zurique e Universidade de Berna.
Os experimentos foram realizados na fábrica “Marslabor” da Universidade de Basel. Este ambiente simula as condições da superfície planetária usando rochas analógicas, materiais “regolitos” (isto é, poeira planetária) e condições de iluminação analógicas. Durante os testes, o robô moveu-se de forma autônoma até alvos selecionados, posicionou seus instrumentos por meio de um braço robótico e transmitiu imagens e dados espectrais para análise.
O sistema identificou com sucesso diferentes tipos de rochas que são importantes para a ciência planetária. Estes incluíam gesso, carbonatos, basaltos, dunitos e anortositos. Muitos destes materiais são especialmente valiosos para missões futuras. Por exemplo, rochas análogas à lua, como dunito (rico em olivina e óxidos), anortosito (contendo anortita) e óxidos como o rutilo podem indicar recursos úteis.
Resultados mais rápidos com um estudo multialvo
Os pesquisadores compararam dois métodos: uma abordagem tradicional, na qual os cientistas guiam o robô até um único alvo, e uma abordagem semiautônoma, na qual o robô explora vários alvos em sequência.
A diferença de velocidade era impressionante. Missões multifuncionais foram concluídas em apenas 12 a 23 minutos, enquanto uma missão tripulada comparável levou 41 minutos.
Mesmo nesse ritmo mais rápido, o robô manteve um alto desempenho científico. Em um teste, ele identificou corretamente cada alvo.
Este método poderia permitir que futuras missões escaneassem áreas muito maiores de superfícies planetárias em menos tempo. Os cientistas irão então rever os dados e decidir quais locais merecem um estudo mais aprofundado.
Ao reduzir a necessidade de envolvimento humano constante, os robôs poderiam mover-se mais livremente pelo terreno, analisar rochas rapidamente e recolher dados valiosos. Isto irá acelerar o progresso científico e ajudar os investigadores a concentrarem-se nas amostras mais promissoras.
Preparando-se para futuras missões à Lua e Marte
A investigação demonstra que instrumentos mais pequenos e mais simples ainda podem fornecer informações científicas valiosas quando combinados com sistemas robóticos autónomos. Em vez de depender inteiramente de hardware grande e complexo, as missões futuras poderiam utilizar robôs ágeis para inspecionar rapidamente os arredores e identificar alvos de alta prioridade.
À medida que as agências espaciais planeiam novas missões à Lua, a Marte e mais além, esses robôs semi-autónomos poderão desempenhar um papel fundamental. Ao cobrir mais território em menos tempo, poderiam melhorar tanto a exploração de recursos como a procura de sinais de vidas passadas.
