NASA Ames Araştırma Merkezi ve Stanford Üniversitesi’nden mühendislik uzmanları, Mars’a kargo göndermek için “evrensel İsviçre çakısı” konseptini önerdiler. 1 kilogram göndermek, Perseverance görevinin maliyetine bağlı olarak yaklaşık 2,4 milyon dolara mal olacak. Ancak araştırmacılar, konfigürasyonlarını değiştirebilecek, kendini yeniden programlayan meta materyalleri kullanan yeni bir yaklaşım öneriyorlar.
“Sıfır kütle” kavramı, 1940’larda mühendis John von Neumann tarafından önerilen bir teknoloji olan kendi kendini yeniden üretmeye dayanmaktadır. Bilim insanları, mühendislik sistemlerinin kendilerini yeniden üretebilmesi ve çevrede çalışabilmesi için yapılarını değiştirebilen, kendi kendini yeniden programlayan meta malzemeler üzerinde çalışıyor.
“Yeniden programlanabilir metamalzemelerin teknolojisi o kadar ilerledi ki, bunların uygulamaları hakkında düşünmemize olanak sağlıyor. Çalışmanın yazarlarından biri olan NASA Ames Araştırma Merkezi’nden NASA araştırmacısı Christine Gregg, “İhtiyaç duyulan her şeyi yaratmak henüz mümkün olmasa da, bileşenlerin önemli bir bölümünü oluşturmak zaten mümkün” diyor.
Mevcut von Neumann sondalarıyla ilgili sorunlardan biri, diğer gezegenlerden numune toplamanın ve bunları mühendislik bileşenlerine dönüştürmenin yoğun kaynak gerektirmesi ve çok fazla enerji gerektirmesiydi. Çözüm, doğanın yapı taşları konseptine dayalı, hazır, standartlaştırılmış yapı taşlarının kullanılmasıdır. Örneğin biyolojik sistemler, çeşitli proteinler oluşturmak için sınırlı miktarda amino asit kullanır; bu, mühendisliğe uygulanabilecek bir stratejidir.
Araştırmacılar, StattechNN-40CF adı verilen, karbon fiberle güçlendirilmiş polimerden yapılmış 256 adet dayanıklı 3 boyutlu yapı seti oluşturdu. Her bloğun birbirine bağlanmasını ve dayanıklı bir yapı oluşturmasını sağlayan bağlantı elemanları bulunur.
Bu bloklardan oluşan 3×3’lük yapının ortalama kopma yükü 900 Newton’dur, yani santimetreküp başına yalnızca 0,0103 gramlık hafifliğine rağmen 90 kilogramdan fazlasını destekleyebilir. NASA’dan araştırmacı Kenneth Chung, “Hepsi yaklaşık 18 kilogram ağırlığında, bir tekne, bir sığınak ve bir köprü de dahil olmak üzere çeşitli yapılar oluşturduk” diyor. Ancak en önemlisi, robotlar bu yapıları bağımsız olarak bir araya getirebildiler ve bu da metamalzemeler ve robotlar kullanılarak otonom inşaat için yeni olanaklar yarattı.
Deneyde üç robot, dört buçuk gün boyunca sabit bir taban oluşturmak için 256 bloğun tamamını kullandı. Yükleyici robot blokları tedarik alanından teslim etti, vinç robotu bunları doğru konumlara yerleştirdi ve bağlantı elemanı robotu blokları yapıya monte etti.
Robotlar kameralar, lidarlar veya kontrol sistemleri olmadan çalışıyordu. “Robotlar arasındaki çarpışmaları hesaba katan ve yapının stabilitesini sağlayan otomatik planlama olasılığını gösterdik. Ancak karıncaların kolonilerini oluşturmak için kullandıkları modellere de baktık” diyor Kenneth Cheung. Bu inşaat yaklaşımı Ay’da kule inşa etme potansiyeline sahiptir.
Kulelerin inşası Artemis 3 görevi için özellikle önemlidir çünkü geri dönen astronotların iniş alanı Ay’ın güney kutbuna yakın bir yerde bulunmaktadır. Chung, “Güneşin açısı burada düşük, dolayısıyla güneş ışığı miktarını maksimuma çıkarmak için güneş panellerini mümkün olduğunca yükseğe yerleştirmelisiniz” diyor.
Bu görevi gerçekleştirmek için kulelerin yüksekliğinin 100 metreden fazla olması gerekiyor ve bunu mevcut sistemlerle başarmak son derece zor olacak. Ekip şimdi yapı taşlarının ve robotlarının Ay’da iletişim ve güneş kuleleri inşa etmek için nasıl kullanılabileceğini göstermeye odaklandı. Yazarlar Mart ayında bu olasılıklar üzerine yeni çalışmalar sözü veriyorlar.
