NASAのミニ探査機トリオがチームを組んで月を探査

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6月にJPLのマーズヤードで行われたNASAのCADREプロジェクトのテスト中に、模型探査機が岩の上を走行する。月に向かうこの技術デモンストレーションでは、3 台の小型太陽光発電探査車のチームによる協力的かつ自律的な探査の可能性が示されます。クレジット: NASA/JPL-Caltech 全画像の詳細

それぞれ機内持ち込みバッグほどの大きさの 3 台の探査車が、人による直接の入力なしで連携して、カメラと地中レーダーを使用して月面を 3D でマッピングします。

NASAは、地球上のミッションコントローラーからの直接入力なしで、どの程度相互に連携できるかを確認するために、3台の小型探査車を月に送っている。新しいテクノロジーを実証するためのチームワークを重視した実験である CADRE (協調自律分散ロボット探査) プロジェクトは、自律的に動作することで将来のミッションの効率を高めることができるロボットの開発に向けて当局が講じている新たな一歩を示しています。そして、複数の場所から同時に測定を行うことで、探査車はマルチロボットミッションがどのように潜在的に新しい科学を可能にし、宇宙飛行士をサポートできるかを示すことを目的としています。

現在、NASAのCLPS（商用月ペイロードサービス）構想の一環として2024年に着陸船で到着する予定で、CADREの3機の小型探査車はテザーを介して月のライナーガンマ領域に降下される予定である。それぞれ機内持ち込み用のスーツケースほどの大きさの四輪探査車は、日光浴スポットを見つけるために運転し、そこでソーラーパネルを開いて充電します。その後、彼らは月の丸一日、地球では約 14 日を費やして、その能力をテストするための実験を行います。

「私たちの使命は、移動ロボットのネットワークが人間の介入なしに自律的に協力してタスクを達成できることを実証することです」と、南カリフォルニアにある NASA ジェット推進研究所の CADRE プロジェクトマネージャーのサブハコマンドゥル氏は述べています。「将来的には探査のやり方が変わるかもしれません。将来のミッションでの問題は、『何台の探査機を送るのか、そしてそれらは一緒に何をするのか？』ということになるだろう。」

昨年の JPL でのテスト中に、CADRE ローバーのプラスチック製プロトタイプ 1 対が編隊走行を実証しました。これらの「マーキュリー 7」プロトタイプは 7 機製造され、それぞれの名前は NASA のマーキュリー計画の 7 人の宇宙飛行士の 1 人にちなんで付けられました。ここにはジョン (ジョン・グレンの場合) とスコット (スコット・カーペンターの場合) が示されています。

エンジニアのクリストファー・シェリルは、6 月に JPL の火星ヤードで NASA の CADRE 技術デモンストレーションのテスト中に開発モデルの探査車を観察しました。チームは、プロジェクトの他の側面の中でも特に、新しいホイール設計、表面ナビゲーションソフトウェア、モビリティ機能をテストしました。

地球上のミッション管制官は、高さ 13 フィート (高さ 4 メートル) の着陸船に搭載された探査機の基地局に広範な指令を送信します。次に、小さなロボットのチームが「リーダー」を選出し、そのリーダーが集団の目標を達成するために仕事の割り当てを分配します。各探査機は、割り当てられたタスクを安全に完了するための最善の方法を見つけ出します。

「唯一の指示は、たとえば『この地域を探検してみろ』ということだけで、それ以外のことは探査機がすべて把握する。いつ運転するか、どの道を通るか、地元の危険を回避する方法などだ」と氏は語った。 JPL の Jean-Pierre de la Croix 氏、CADRE の主任研究員。「彼らに伝えるのは大まかな目標だけで、彼らはそれを達成する方法を決定しなければなりません。」

CADRE テスト探査機が、JPL のマーズヤードにある OPTIMISM と呼ばれる NASA のパーサヴィアランス探査車のはるかに大きなエンジニアリングモデルの注目を集めているようです。 CADRE は、マルチロボットミッションが単一ロボットでは達成不可能なデータをどのように記録できるかを実証し、将来のミッションへの興味深い展望を示します。

探査機はいくつかのテストに直面することになるが、それらはすべて着陸船の頂上にある基地局の監視カメラの視界内で行われる。 1 つ目は、超広帯域無線を使用して隊列を組んでコースを維持し、センサーを頼りに障害物を回避しながら相対位置を維持することです。 2 番目の実験では、探査機はそれぞれ独自に選択した経路をたどり、約 4,300 平方フィート (400 平方メートル) の指定エリアを探索し、ステレオカメラで地形 3D マップを作成します。このプロジェクトでは、探査機が何らかの理由で動作を停止した場合にチームがどの程度適応できるかも評価する予定だ。成功すれば、危険だが科学的に価値のある地形を探索するには、マルチロボットミッションが良い選択であることがわかります。