Robot-stonoga i drony-mniszki. Nowy pomysł na zbadanie podziemnych tuneli na Marsie

Gdybyś stanął na szczycie Marsa i spojrzał w dół, zobaczyłbyś coś, czego na Ziemi nie ma — gigantyczne, ciemne otwory w ziemi, szerokie na ćwierć kilometra. To sklepienia dawnych rzek lawy, które zapadły się miliony lat temu. Pod nimi kryje się największy system tuneli w Układzie Słonecznym. Jak go zbadać, skoro żaden łazik się tam nie zmieści? Odpowiedzią może być robot, który zwija się w kulkę jak stonoga, a potem wypuszcza tysiące maleńkich dronów naśladujących nasiona mniszka lekarskiego.

Podziemny świat, który czeka na odkrycie

→ Czytaj też: Czy NASA znalazła już życie na Marsie? Naukowcy: byliśmy zbyt ostrożni

Mars to planeta wulkanicznych gigantów. Olympus Mons, najwyższa góra w Układzie Słonecznym, wznosi się prawie trzykrotnie wyżej niż Mount Everest. Gdy te wulkany wybuchały, lawa płynęła setki kilometrów, a jej wierzchnia warstwa stygła, tworząc dach nad płynącym jeszcze strumieniem. Gdy lawa odpłynęła, pozostały puste tunele — lawa tuby. Na Ziemi takie formacje mają zaledwie kilkadziesiąt metrów szerokości. Na Marsie — jak podaje Space.com — ich średnica przekracza 250 metrów, a łączna długość odkrytych tuneli wynosi ponad 1200 kilometrów. To wystarczy, by trzykrotnie pokryć nimi terytorium Stanów Zjednoczonych.

Dlaczego to takie ważne? Bo te tunele mogą być kluczem do przyszłej kolonizacji Czerwonej Planety. Pod powierzchnią panuje stabilniejsza temperatura, a skały chronią przed promieniowaniem kosmicznym i uderzeniami mikrometeoroidów. Co więcej, zdjęcia termiczne wykonane przez sondy NASA sugerują, że wnętrza niektórych tub nie wychładzają się tak gwałtownie jak powierzchnia. To rodzi nadzieję, że mogły tam przetrwać ślady dawnego życia — lub że kiedyś zamieszkają w nich ludzie.

Dlaczego łaziki nie wchodzą do środka?

→ Czytaj też: Sonda NASA przeleciała 2800 mil nad Marsem. Zobacz, co nagrała

Obecne marsjańskie pojazdy, jak Curiosity czy Perseverance, to prawdziwe cuda inżynierii. Ale mają jeden zasadniczy problem: są wielkości szkolnego autobusu. „To dlatego nie mogą się tam dostać” — mówi Mostafa Hassanalian, profesor nadzwyczajny z New Mexico Tech, cytowany przez Space.com. Wejście do lawa tuby to często stroma, nieregularna studnia. Żaden kołowy pojazd nie zjedzie po jej ścianach, a nawet gdyby spróbował, ryzykowałby zaklinowaniem się lub uszkodzeniem.

Do tego dochodzi marsjańska pogoda. Wiatry osiągające prędkość 97 km/h potrafią wyrwać kawałki z łazików — Curiosity ma już na koncie kilka takich uszkodzeń. Wewnątrz tuneli warunki są inne, ale żeby je poznać, trzeba najpierw tam wejść. I tu pojawia się pomysł Hassanaliana: zamiast budować większego robota, zbudujmy takiego, który się skurczy.

Robot-stonoga i armia dmuchawców

Projekt opiera się na biomimikrze — inżynierii czerpiącej z natury. Hassanalian tłumaczy, że naśladowanie przyrody sprawdza się najlepiej w mikroskali. „Nie bez powodu samoloty nie machają skrzydłami” — dodaje. Jego zespół zaprojektował najpierw robota wzorowanego na stonodze (pillbug), który potrafi zwinąć się w kulkę. Taki „roly-poly robot” zostałby zrzucony przez otwór w stropie lawa tuby, opadając na spadochronie na dno tunelu.

Wewnątrz kulistego robota znajdują się tysiące maleńkich dronów, które Hassanalian nazywa „dandelion drones” — dronami-mniszkami. Gdy robot wyląduje, otwiera się i wypuszcza cały rój. Każdy dron waży tyle co nasiono, a jego konstrukcja przypomina puch mniszka: lekka, biała, z włóknami, które łapią wiatr. Drony są napędzane marsjańskimi wiatrami, które — jak zakładają naukowcy — w tunelach mogą być jeszcze silniejsze niż na powierzchni, ponieważ otwory w stropie działają jak wentylatory. Gdyby wiatr ustał, każdy dron ma wbudowany mały wentylator zasilany z elastycznego polimeru, który generuje prąd dzięki piezoelektryczności — czyli mechanicznemu odkształcaniu się materiału.

Drony są pomalowane na biało, bo — jak wyjaśnia Hassanalian — w naturze nasiona roznoszone przez wiatr są jasne, by odbijać światło i nie przegrzewać się. Dzięki temu mogą latać dalej. Każdy z nich zbiera dane o temperaturze, wilgotności i ciśnieniu, a następnie przesyła je drogą radiową. Z tysięcy takich punktów powstanie trójwymiarowa mapa całego systemu tuneli.

Wyścig do marsjańskich jaskiń

Pomysł Hassanaliana nie jest jedynym. Europejscy naukowcy z Uniwersytetu w Maladze już w 2023 roku testowali zrzucanie robotów do lawa tub na hiszpańskiej wyspie Lanzarote, przygotowując się do misji marsjańskiej. NASA z kolei od lat obserwuje wulkan Arsia Mons w rejonie Tharsis, gdzie zdjęcia satelitarne ujawniły zapadnięte sklepienia — tzw. świetliki — prowadzące do ogromnych pustek. To właśnie tam najprawdopodobniej trafi pierwsza misja zwiadowcza.

Na razie jednak żaden człowiek ani robot nie postawił stopy wewnątrz marsjańskiej lawa tuby. Najbliżej był helikopter Ingenuity, który wykonał 72 loty nad powierzchnią, ale nigdy nie odważył się zanurkować w ciemność. Jego misja zakończyła się w 2024 roku. Teraz naukowcy liczą, że to właśnie drony-mniszki — lekkie, tanie i odporne na błędy — otworzą przed nami podziemny świat. Jeśli się uda, pierwsze marsjańskie miasta mogą powstać nie na powierzchni, ale pod nią, w tunelach wykutych przez lawę miliony lat temu.