Una coppia di rover dell'ESA si è spostata su un'area lunare di Tenerife sia di giorno che di notte durante una campagna di test di nove giorni, raccolta di terabyte di dati per l'analisi di follow-up.

Un team del Planetary Robotics Laboratory dell'ESA, con un veicolo chiamato Heavy Duty Planetary Rover (HDPR), si è unito agli ingegneri di GMV in Spagna impiegando un secondo rover di proprietà dell'ESA e sistemi di controllo associati chiamato Rover Autonomy Testbed (RAT), come parte del progetto Lunar Scenario Concept Validation and Demonstration (Lucid) dell'ESA.

"Fino ad ora, i rover planetari sono sempre stati utilizzati durante la luce del giorno locale, " spiega l'ingegnere di robotica dell'ESA Martin Azkarate. "Ma per le missioni proposte nelle regioni polari della luna, le condizioni di luce saranno più difficili.

"La loro alta latitudine significa che il Sole rimane basso sull'orizzonte, gettando lunghe ombre, e i crateri profondi rimangono impantanati nell'ombra permanente, immagazzinando potenzialmente ghiaccio d'acqua scientificamente interessante e altri volatili congelati.

"Puoi immaginare lo stress di far funzionare un rover multimilionario con un joystick nell'oscurità quasi totale. Con Lucid, stiamo cercando di scoprire i modi migliori per navigare sulla superficie lunare con illuminazione e terreno diversi, analizzare diversi sensori e strumenti software.

"Quindi gli operatori RAT hanno provato diverse opzioni di sensori in modo incrementale. Nel frattempo abbiamo utilizzato l'intera suite di sensori dell'HDPR in movimento più veloce per raccogliere dati aggiuntivi per una migliore analisi di follow-up, ed esegui anche alcune attività di test bonus."

I sensori in questione includono telecamere stereo con relative lampade notturne, telecamere a "tempo di volo", sensori lidar "radar laser", unità di misura inerziale e sensori ruota.

I test si sono svolti presso il Parco Nazionale del Teide in vista del vulcano del Monte Teide, in un'area disseminata di rocce chiamata Las Minas de San José.

"È difficile trovare luoghi adatti come questo, " aggiunge Martin. "Rispetto alle aree vulcaniche più rocciose nelle vicinanze dove i rover non sarebbero in grado di attraversare affatto, questo posto è maneggevole ma anche lunare – con sabbia e piccoli sassi sopra la roccia – e abbastanza grande da permetterci di fare più di 13 km di traversate”.

I test sono iniziati di giorno, assicurando che i rover funzionassero bene e raccogliendo dati sulla "verità al suolo" utilizzando il GPS e un drone sorvolante per una mappatura dettagliata, con cui le osservazioni del rover potrebbero essere confrontate. Le operazioni notturne sono seguite nella seconda metà della campagna.

I team hanno anche raggiunto alcuni obiettivi aggiuntivi, compresa la raccolta di set di dati che possono essere utilizzati per la successiva sperimentazione degli algoritmi di navigazione in laboratorio. L'HDPR è stato anche guidato a distanza da una squadra di controllo sul continente europeo.

Inoltre, l'ultimo giorno l'HDPR è stato utilizzato per i test di navigazione autonoma, per vedere se poteva dirigersi e guidarsi da solo.

"La luna è abbastanza vicina per il controllo remoto diretto, anche se con un leggero ritardo, " spiega l'ingegnere di robotica Levin Gerdes. "Ma per Marte, la distanza implicata lo rende impossibile. Invece i rover marziani vengono caricati periodicamente con insiemi di telecomandi da seguire.

"Questo è un processo lento, tuttavia. Un più veloce, il rover autonavigante è visto come una tecnologia necessaria per le missioni future, come le auto a guida autonoma sulla Terra. Ma senza strade, il rover dovrà elaborare il proprio percorso, prima scattando immagini, quindi usando questi per mappare l'area circostante, seguito dall'identificazione degli ostacoli e dalla pianificazione di un percorso per raggiungere in sicurezza l'obiettivo assegnato.

"Abbiamo gestito una serie di corse, il più lungo dei quali era più di 100 m - finalmente per il rover che ci informava che la sua destinazione assegnata era irraggiungibile, che si è rivelato vero. Alcuni pendii erano troppo ripidi per garantire una traversata sicura."

Il team GMV prevede di tornare a Las Minas de San José questo settembre per ulteriori test, mentre il Planetary Robotics Lab dell'ESA sta impiegando i suoi oltre tre terabyte di dati di test sul campo per corse di rover virtuali e ulteriori indagini.