Na exploração espacial, a locomoção é uma capacidade crítica. E definir o melhor método é fundamental. Nas décadas passadas, rovers fizeram companhia a sondas estáticas nas superfícies de Marte e da Lua. Em anos mais recentes, um helicóptero voou em Marte. Atualmente, são planejadas sondas lunares “saltadoras”.
Outra ideia de sonda saltadora foi proposta no Instituto de Conceitos Avançados da NASA (NIAC) para os gêiseres de Encélado. O programa Legged Exploration Across the Plume (LEAP) utilizaria um robô saltador especialmente projetado para explorar as plumas do satélite saturnino. O conceito é baseado no robô Salto, desenvolvido por uma equipe da University of California em Berkeley.
Justin Yim trabalhou nele como parte de sua tese de doutorado e hoje é professor na Universidade de Illinois e beneficiário da Fase I do NIAC. O Salto tem apenas cerca de 50 centímetros e menos de 0,5 kg. Yim acredita que o robô poderia saltar mais de 100 m horizontalmente na superfície de Encélado.
Encélado não tem atmosfera, então o voo teria que ser movido por um foguete, que consumiria combustível. Rotores como o do helicóptero marciano Ingenuity não são viáveis – assim como o terreno irregular dificultaria as operações de algo semelhante.
Saltar, no entanto, requer relativamente pouca energia e pode ser feito várias vezes sem esgotar a bateria do robô. E não depende do terreno. Também permitiria que o robô saltasse diretamente através da parte inferior das plumas que Encélado ejeta no sistema saturnino, cujos restos formam um dos anéis espetaculares de Saturno. Nenhuma outra forma de locomoção seria capaz de chegar tão perto da fonte das plumas, que estão entre as regiões mais interessantes do astro.
A missão Enceladus Orbilander foi uma proposta apoiada pelo Decadal Survey de 2023 envolvendo duas sondas para explorar Encélado: uma orbital e outra de superfície. Ela seria capaz de coletar amostras das partes superiores de um gêiser a partir da órbita, mas não de coletar quaisquer dados das partes inferiores. O módulo de pouso não seria capaz de se mover por um gêiser.
O LEAP poderia pegar carona. Utilizar o módulo de pouso da Enceladus Orbilander como uma plataforma de lançamento economizaria um esforço significativo de design do próprio robô. Ele poderia até usar o Orbilander como uma estação de recarga, permitindo que explorasse ainda mais longe.
Desafios O design original do Salto tinha apenas uma roda de reação, o que permitia que seus engenheiros controlassem a arfagem do robô, permitindo que ele se alinhasse para vários saltos de paredes, como um personagem de videogame. O LEAP precisaria de duas outras rodas de reação para controlar guinada e rolagem, dando aos engenheiros controle direto sobre os três eixos de orientação.
Yim acrescentou que, como parte do estudo da Fase I, os pesquisadores planejaram avaliar o uso dessas rodas de reação para controlar o movimento nessas três dimensões para ajudar a reorientar o robô se ele cair. Inevitavelmente, dada a superfície irregular de Encélado, ele acabará caindo.
Sempre há uma compensação entre tamanho, peso e capacidade para robôs. Mesmo versões maiores do LEAP, não seriam necessariamente capazes de viajar tão longe ou de forma tão eficiente, embora possam ser capazes de transportar mais carga útil.
Uma das limitações de um pequeno robô saltador é a massa para seu salto. Portanto, Yim acredita que O LEAP seja capaz de carregar apenas instrumentos simples, como um medidor de vazão e uma câmera, em vez de instrumentação mais sofisticada, como um espectrômetro de massa.
Como todos os projetos da Fase I do NIAC, este ainda está nos primórdios de seu desenvolvimento. Espera-se que o resultado desta rodada seja um estudo de caso que mostre os parâmetros que devem ser considerados em qualquer design ou prototipagem futura.