Konstruktion och testning är klara på CADRE-rovers, som kommer att kartlägga månytan tillsammans som en teknisk demo för att visa löftet om flerrobotuppdrag.
En trio små rovers som kommer att utforska månen i synk med varandra rullar mot uppskjutningen. Ingenjörer vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien avslutade nyligen monteringen av robotarna och utsatte dem sedan för en serie straffande tester för att säkerställa att de kommer att överleva sin skakande raketfärd ut i rymden och sina resor i den oförlåtliga månmiljön.
En del av en teknikdemonstration som kallas CADRE (Cooperative Autonomous Distributed Robotic Exploration), är varje soldriven rover ungefär lika stor som en handbagageväska. Rovers och tillhörande hårdvara kommer att installeras på en landare på väg mot månens Reiner Gamma-region.
De kommer att tillbringa dagsljusetimmarna under en måndag – motsvarande cirka 14 dagar på jorden – med att utföra experiment genom att autonomt utforska, kartlägga och använda markpenetrerande radar som tittar under månens yta.
Målet är att visa att en grupp robotfarkoster kan arbeta tillsammans för att utföra uppgifter och registrera data som ett team utan uttryckliga kommandon från uppdragskontrollanter på jorden. Om projektet lyckas kan framtida uppdrag inkludera team av robotar som sprider sig för att göra samtidiga, distribuerade vetenskapliga mätningar, potentiellt till stöd för astronauter.
Ingenjörer har lagt ner långa timmar på att provköra rovers och träna buggar för att färdigställa hårdvaran, få den genom testning och förbereda den för integration med landaren.
"Vi har varit i överväxling med att få den här tekniska demon redo för sitt månäventyr", säger Subha Comandur, CADRE-projektledare på JPL. "Det har varit månader av nästan dygnet runt-testning och ibland omtestning, men teamets hårda arbete lönar sig. Nu vet vi att dessa rovers är redo att visa vad ett team av små rymdrobotar kan åstadkomma tillsammans."
Även om listan över tester är omfattande, involverar de mest brutala extrema miljöförhållanden för att säkerställa att rovers klarar påfrestningarna på vägen framför sig. Det inkluderar att vara inlåst i en termisk vakuumkammare som simulerar de luftlösa förhållandena i rymden och dess extremt varma och kalla temperaturer. Hårdvaran kläms också fast på ett speciellt "shakerbord" som vibrerar intensivt för att se till att det kommer att uthärda resan ut ur jordens atmosfär.
"Det här är vad vi överlämnar våra rovers till:"skaka" för att simulera själva raketuppskjutningen och "baka" för att simulera de extrema temperaturerna i rymden. Det är väldigt nervkittlande att bevittna personligen", säger JPL:s Guy Zohar, projektets flygning systemansvarig. "Vi använder många noggrant utvalda kommersiella delar i vårt projekt. Vi förväntar oss att de fungerar, men vi är alltid lite oroliga när vi testar. Lyckligtvis har varje test i slutändan varit framgångsrikt."
Ingenjörer utförde även miljötester på tre hårdvaruelement monterade på landaren:en basstation som roverna kommer att kommunicera med via mesh-nätverksradio, en kamera som ska ge en överblick över rovrarnas aktiviteter och deployer-systemen som kommer att sänka roverrna till månytan via en fibertjuder som långsamt matas ut från en motoriserad spole.
Under tiden har ingenjörer som arbetar med CADRE:s samarbetsbaserade autonomi-mjukvara tillbringat många dagar i JPL:s steniga, sandiga Mars Yard med fullskaliga versioner av rovers som kallas utvecklingsmodeller. Med flygprogramvara och autonomifunktioner ombord visade dessa testrovers att de kunde uppnå viktiga mål för projektet.
De körde tillsammans i formation. Inför oväntade hinder justerade de sina planer som grupp genom att dela uppdaterade kartor och planera om samordnade stigar. Och när en rovers batteriladdning var låg pausade hela teamet så att de senare kunde fortsätta tillsammans.
Projektet genomförde flera körningar på natten under stora strålkastare så att rovers kunde uppleva extrema skuggor och belysning som ungefärligt vad de kommer att möta under månens dagtid.
Efter det utförde teamet liknande körtester med flygmodeller (rovers som ska gå till månen) i ett JPL-renrum. När det fläckfria golvet där visade sig vara lite halt – en textur som skilde sig från månens yta – kom robotarna ur formationen. Men de stannade, anpassade sig och fortsatte på sin planerade väg.
"Att hantera kurvbollar – det är viktigt för autonomin. Nyckeln är att robotarna reagerar på saker som går ur plan, sedan planerar de om och är fortfarande framgångsrika", säger JPL:s Jean-Pierre de la Croix, CADRE:s huvudutredare och autonomiledare. "Vi ska till en unik miljö på månen, och det kommer naturligtvis att finnas några okända saker. Vi har gjort vårt bästa för att förbereda oss för dem genom att testa mjukvara och hårdvara tillsammans i olika situationer."
Därefter kommer hårdvaran att skickas till Intuitive Machines för installation på en Nova-C-landare som kommer att skjuta upp ovanpå en SpaceX Falcon 9-raket från NASA:s Kennedy Space Center i Florida.
Tillhandahålls av Jet Propulsion Laboratory
