Ingenieure des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA arbeiten an der Entwicklung von Unterwasserrobotern im Rahmen des Missionskonzepts SWIM (Sensing With Independent Micro-swimmer). Diese kleinen Roboter sollen auf Eismonden nach Lebenszeichen in unterirdischen Ozeanen suchen.
Die Europa Clipper Raumsonde, die im Oktober 2024 gestartet wurde, um den Jupitermond Europa zu untersuchen, wird ihr Ziel erst 2030 erreichen. Dennoch plant die NASA bereits eine zukünftige physische Erkundung von Europa, indem Roboter in die unterirdischen Ozeane entsandt werden, um nach potenziellem Leben zu suchen.
Das SWIM-Projekt sieht vor, dass ein Trägerroboter Dutzende von telefonförmigen Unterwasserrobotern absetzt, die dann schwimmen und nach chemischen Signaturen und Temperatursignalen suchen, die auf Leben hinweisen.
Ethan Schaler, leitender Forscher des JPL für SWIM, erklärte: „Wir glauben, dass Leben Wasser benötigt, und wir benötigen Roboter, die diese Umgebungen autonom erkunden können, Hunderte Millionen Meilen von zu Hause entfernt.“
Prototypen wurden in einem Schwimmbecken getestet und verwenden grundlegende Komponenten, die aus dem 3D-Druck stammen. Jeder Prototyp ist mit zwei kostengünstigen Motoren und Standardelektronik ausgestattet, die von Propellern betrieben werden und durch vier Klappen für die Richtung gesteuert werden. Diese Roboter können autonom ihren Kurs halten und spezifische Erkundungsmuster ausführen.
Der aktuelle Prototyp ist 42 cm lang und wiegt 2,3 kg, mit Plänen zur Miniaturisierung für den Weltraum. Ein spezielles Kommunikationssystem wird entwickelt, um die Datenübertragung unter Wasser und die Triangulation der Roboter zu ermöglichen.
Ingenieure der Georgia Tech haben einen Sensor entwickelt, der Druck, Säuregehalt, Alkalinität, Leitfähigkeit und chemische Zusammensetzung von Wasser messen kann und nur wenige Millimeter groß ist.
Um reale Bedingungen zu simulieren, wurden die Roboter in einer digitalen Umgebung getestet, die den angenommenen Druck und die Schwerkraft von Europa nachahmte. Ein Schwarm von 12 cm langen Robotern wurde entwickelt, um nach Leben zu suchen und lieferte wertvolle Erkenntnisse für die Entwicklung autonomer Erkundungsalgorithmen.
Forschungen zeigen, dass der Einsatz von etwa einem Dutzend Robotern in vier bis fünf Wellen die Effizienz optimieren würde, da die aktuelle Batterielebensdauer maximal zwei Stunden beträgt.
Während die Forschung fortschreitet, planen die Wissenschaftler des JPL, die SWIM-Roboter in den Ozeanen der Erde einzusetzen, um die Meeresforschung, insbesondere unter dem Polareis, voranzubringen.