Martian Lava Tube Exploration Using Jumping Legged Robots: A Concept Study

要約

近年、惑星探査においてロボット探査の重要性がますます高まっています。
探査で特に興味深い領域の 1 つは、火星の溶岩洞です。これには、いくつかの興味深い特徴があります。
まず、火星の現場での利用に必要な水の氷など、より容易にアクセスできる資源が含まれていると理論化されています。
第二に、かなりのサイズの溶岩洞は、将来の火星への人類ミッションの可能性に対して、放射線と衝撃シェルターを提供することができます。
第三に、溶岩洞は、火星の地質学的、そしておそらくは生物学的な過去についての保護され保存された眺めを提供する可能性があります。
しかし、これらの溶岩洞の探査は、その巨大なサイズ、幾何学的複雑さ、でこぼこした地形、急な斜面、崩壊した部分、大きな障害物、不安定な表面のため、大きな課題をもたらします。
このような課題は、従来の車輪付き探査機の探査を妨げる可能性があります。
これらの課題を克服するために、脚式ロボット、特にジャンプ システムが潜在的な解決策として提案されています。
跳躍脚ロボットは、歩行とジャンプの両方に脚を利用します。
これにより、車輪付きシステムや無限軌道システムと比較して、平坦でない地形や急な斜面をより簡単に横断することができます。
火星の溶岩洞探査の文脈では、大きな岩、隙間、障害物を飛び越えたり、急な斜面を下​​りたり登ったりする能力があるため、跳躍脚ロボットは特に役立ちます。
これにより、そのような洞窟を探索して地図を作成し、他の方法ではアクセスできないエリアからサンプルを収集できる可能性があります。
この論文では、宇宙探査に合わせた最先端の脚式ロボットの仕様、設計、機能、および考えられるミッションプロファイルを紹介します。
さらに、ノルウェー科学技術大学で開発中の火星の溶岩洞探査用の新しい跳躍脚ロボットの設計、機能、および考えられるミッションプロファイルも紹介します。

要約(オリジナル)

In recent years, robotic exploration has become increasingly important in planetary exploration. One area of particular interest for exploration is Martian lava tubes, which have several distinct features of interest. First, it is theorized that they contain more easily accessible resources such as water ice, needed for in-situ utilization on Mars. Second, lava tubes of significant size can provide radiation and impact shelter for possible future human missions to Mars. Third, lava tubes may offer a protected and preserved view into Mars’ geological and possible biological past. However, exploration of these lava tubes poses significant challenges due to their sheer size, geometric complexity, uneven terrain, steep slopes, collapsed sections, significant obstacles, and unstable surfaces. Such challenges may hinder traditional wheeled rover exploration. To overcome these challenges, legged robots and particularly jumping systems have been proposed as potential solutions. Jumping legged robots utilize legs to both walk and jump. This allows them to traverse uneven terrain and steep slopes more easily compared to wheeled or tracked systems. In the context of Martian lava tube exploration, jumping legged robots would be particularly useful due to their ability to jump over big boulders, gaps, and obstacles, as well as to descend and climb steep slopes. This would allow them to explore and map such caves, and possibly collect samples from areas that may otherwise be inaccessible. This paper presents the specifications, design, capabilities, and possible mission profiles for state-of-the-art legged robots tailored to space exploration. Additionally, it presents the design, capabilities, and possible mission profiles of a new jumping legged robot for Martian lava tube exploration that is being developed at the Norwegian University of Science and Technology.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google