La NASA sta sviluppando una tecnologia che potrebbe consentire la navigazione autonoma dei futuri droni sottomarini che studiano gli oceani sotto la superficie su lune ghiacciate come l'Europa di Giove. L'agenzia sta lavorando all'intelligenza artificiale (AI) che consentirebbe ai sommergibili di prendere le proprie decisioni durante l'esplorazione di mondi acquatici extraterrestri.

Le missioni di esplorazione dello spazio e le osservazioni astronomiche negli ultimi anni hanno dimostrato che il nostro sistema solare è ricco di acqua e potrebbe ospitare almeno diversi oceani liquidi sotto la superficie. La comunità scientifica presume che l'acqua esista sotto la crosta di Europa, così come su altre lune ghiacciate come Dione e Ganimede di Saturno. Di recente sono state presentate anche prove convincenti di oceani nascosti sui pianeti nani Cerere e Plutone, dimostrando che molti misteri possono trovarsi nel profondo di questi corpi celesti gelidi, in attesa di essere scoperti da esploratori robotici sottomarini.

La NASA è consapevole delle sfide emergenti che deve affrontare se vuole esplorare con successo gli oceani sotto la superficie su Europa e altri mondi ghiacciati. Tali droni sottomarini si concentrerebbero sulla ricerca di vita microbica in questo ambiente ostile, che impedisce fortemente le comunicazioni nominali con il controllo della missione sulla Terra. Perciò, la questione chiave è sviluppare un'elevata autonomia, sonde simili a sottomarini in grado di prendere decisioni da sole in tempo reale per continuare l'esplorazione e la ricerca senza interruzioni.

"A seconda dell'esatto concetto di missione in esame, i veicoli sottomarini autonomi che esplorano i mondi oceanici dovranno operare autonomamente per giorni o mesi. Entro questo lasso di tempo, devono gestire le proprie risorse, esplorare un ambiente in gran parte sconosciuto, compresa la navigazione da e verso un unico punto di inserimento che funge anche da collegamento di comunicazione con il mondo esterno, "Steve Chien del Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA ha dichiarato ad Astrowatch.net.

Chien guida il gruppo di intelligenza artificiale al JPL, che sta attualmente sviluppando l'intelligenza artificiale per i droni subacquei. Dal 26 agosto al 4 settembre, 2016, il team ha testato una flotta di droni coordinati a Monterey Bay, California, con l'obiettivo di rilevare variazioni di temperatura e salinità.

La flotta che è stata testata comprende tre veicoli subacquei autonomi (AUV), due alianti oceanici, e un AUV a lungo raggio di classe Tethys. Il sistema è completato da una superficie libera ROMS (Regional Ocean Modeling System) con risoluzione di 300 metri, seguire il terreno, modello oceanico di equazioni primitive sviluppato appositamente per questo progetto, e una suite di software di pianificazione. Il software identifica la posizione di obiettivi scientifici specifici in base all'output ROM e determina autonomamente la strategia di campionamento ottimale per una serie eterogenea di veicoli autonomi.

Durante i test eseguiti lo scorso anno, la flotta di questi sei piccoli sommergibili intuì come l'oceano cambiasse attivamente intorno a loro, essenziale per lo sviluppo di sistemi di navigazione autonomi. Gli alianti sono stati schierati all'inizio dell'estate per fornire oltre un mese di dati prima del programma intensivo sul campo.

Questi test facevano parte del continuo sforzo del team di progettare e pianificare futuri veicoli autonomi con l'obiettivo di perfezionare ulteriormente e dimostrare le tecnologie di intelligenza artificiale. La prossima serie di test è prevista per la primavera 2017.

"Stiamo sviluppando concetti di missione e sviluppando alcune delle tecnologie necessarie, nonché dimostrando tecnologie per analoghi della Terra e problemi di scienze della Terra, " ha detto Chien.

Dato che l'obiettivo principale dei futuri droni sottomarini che esplorano gli oceani sotto la superficie sarebbe la ricerca di forme di vita microbiche, Chien propone che le sonde si concentrino sulla ricerca di fessure nella superficie di un pianeta note come bocche idrotermali. Queste caratteristiche, comunemente presenti nei bacini oceanici, sono percepiti come potenziali ambienti di supporto vitale a causa delle emissioni di acqua riscaldata geotermica. Per di più, è necessaria anche una caratterizzazione più generale di un mondo acquatico sotterraneo così alieno, poiché questi rappresentano regni totalmente sconosciuti e inesplorati.

Il team è convinto che il loro progetto fornirà un quadro per la progettazione di missioni robotiche negli oceani coperti di ghiaccio extraterrestre.

"La stragrande maggioranza dell'esplorazione spaziale è condotta da sonde robotiche. Aumentare l'autonomia nelle missioni future è essenziale sia per aumentare l'efficacia dell'esplorazione spaziale sia per esplorare più distanti, ambienti difficili, come gli oceani sotto i ghiacci, " ha concluso Chien.