Una técnica de navegación robótica explorará las profundidades del océano.

El 14 de mayo, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) de Okeanos Explorer partirá de Puerto Cañaveral, Florida, en una expedición de dos semanas dirigida por NOAA Ocean Exploration, durante la cual se demostrará la tecnología de vehículos submarinos autónomos. Esta nueva clase de robots submarinos, llamados Orpheus, exhibirá un sistema que la ayudará a encontrar su camino e identificar características científicas interesantes en el lecho marino.

La navegación por terreno ha jugado un papel clave para ayudar a Mars 2020 Perseverance de la NASA a realizar un aterrizaje preciso en el Planeta Rojo el 18 de febrero. El sistema permitió al robot descendente mapear visualmente el paisaje marciano, identificar peligros y luego seleccionar una ubicación segura. aterrizar sin ayuda humana. De manera similar, el helicóptero Ingenuity Mars de la agencia utiliza un sistema de navegación visual para rastrear las características de la superficie terrestre durante el vuelo con el fin de estimar su movimiento en la superficie marciana.

Desarrollada por ingenieros del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, la evolución de la navegación basada en la visión que se utilizó en Marte ahora será una prueba un poco más cerca de casa: frente a la costa este de los Estados Unidos en el Océano Atlántico.

Normalmente, se necesitaría un equipo de localización grande y potente, como un sonar, para navegar en aguas oscuras y, a menudo, nubladas cerca del lecho marino. Mediante el uso de una cámara de ahorro de energía y un sistema de iluminación junto con un software avanzado, el Orpheus es un orden de magnitud más ligero que la mayoría de los submarinos de aguas profundas. Más pequeño que un quad y con un peso de alrededor de 550 libras (250 kilogramos), el Orpheus está diseñado para ser ágil, fácil de manejar y resistente al explorar profundidades inaccesibles para la mayoría de los vehículos.

Diseñado por la Institución Oceanográfica Woods Hole (WHOI) en colaboración con JPL, Orpheus puede trabajar libremente en casi cualquier lugar Oceano, incluidas las profundidades más extremas. En última instancia, el equipo del proyecto espera que el enjambre de estos robots submarinos trabaje en equipo en el mapeo de las vastas regiones de fondo oceánico inexplorado en zona abisal—Regiones a más de 20.000 pies (6.000 metros) de profundidad. Pero antes de que el robot pueda explorar estas profundidades, primero debe caminar siguiendo sus pasos en aguas menos profundas.

Buceando hacia el futuro

“Esta demostración de tecnología se utilizará para recopilar datos para demostrar la viabilidad de la navegación en relación con el terreno oceánico, además de mostrar cuántos robots colaborarán en condiciones extremas”, dijo Russell Smith, ingeniero mecánico de robótica en JPL. “Estas pruebas nos permitirán iniciar futuras inmersiones en la zona abisal y encontrar de forma inteligente regiones emocionantes con alta actividad biológica”.

La versión de navegación visual de Orpheus se llama odometría visual-inercial, o xVIO, y funciona utilizando un sistema de cámaras avanzadas y software de coincidencia de patrones junto con instrumentos que pueden medir con precisión su orientación y movimiento. A medida que Orpheus se mueve por el lecho marino, xVIO identifica elementos, como rocas, conchas y corales, debajo del vehículo. Similar a recordar puntos de referencia mientras viaja, xVIO creará mapas en 3D utilizando estas funciones como puntos de referencia para ayudar en la navegación. Pero este sistema es más que una medida de prevención de pérdidas de robots submarinos.

Los mapas de alta resolución que crea xVIO se almacenan en la memoria, por lo que cuando Orpheus regrese a esta área, reconocerá la ubicación única de las características y las usará como punto de partida para expandir su exploración. Al trabajar con sus colegas robóticos, los mapas se pueden compartir, combinar y desarrollar para identificar rápidamente áreas de interés científico.

“En el futuro, algunos de los entornos oceánicos más extremos estarán a nuestro alcance. Desde las trincheras del océano profundo hasta chimeneas hidrotermales“Hay muchos sitios nuevos que exploraremos”, dijo Andy Klesh, ingeniero de sistemas también en JPL. “Manteniéndonos pequeños, hemos creado una nueva herramienta simplificada para los científicos oceánicos, una que beneficiará directamente a la NASA como un sistema analógico para exploración espacial autónoma. “.

Pero Klesh vio otra ventaja de la colaboración entre la NASA y organizaciones como WHOI y NOAA, con su amplia experiencia oceanográfica: las tecnologías desarrolladas para estudiar los océanos de la Tierra con vehículos sumergibles autónomos inteligentes, pequeños y resistentes podrían eventualmente usarse para explorar océanos hacia otros mundos.

Los análogos de la Tierra se utilizan a menudo como equivalentes ambientales para otras ubicaciones del sistema solar. Por ejemplo, Europa, la luna de Júpiter, tiene un océano subterráneo en el que pueden existir condiciones favorables para la vida.

“En las profundidades abisales de la Tierra, las presiones son aproximadamente equivalentes a las del fondo del océano subterráneo de Europa, que puede rondar los 80 kilómetros. [50 miles] “Es un pensamiento muy profundo”, dijo Tim Shank, biólogo que dirige el programa WHOI HADEX (Exploración Hadal). “Es un pensamiento muy profundo que este viaje puede ser un trampolín para nuevos descubrimientos sobre nuestro propio planeta, incluida la respuesta a la pregunta más fundamental: la vida única a la Tierra, o hay otros lugares más allá de este punto azul pálido donde puede haber surgido la vida? Pero antes de que podamos explorar Europa o cualquier otro mundo oceánico, primero debemos comprender mejor nuestro propio hogar ”.