Em 14 de maio, o navio Okeanos Explorer da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA) partirá de Port Canaveral, na Flórida, em uma expedição de duas semanas liderada pela NOAA Ocean Exploration, apresentando a demonstração da tecnologia de um veículo subaquático autônomo.
Chamado de Orpheus, esta nova classe de robô submersível apresentará um sistema que o ajudará a encontrar seu caminho e identificar características científicas interessantes no fundo do mar.
A navegação relativa ao terreno foi fundamental para ajudar o Mars 2020 Perseverance Mars rover da NASA a fazer seu toque preciso no Planeta Vermelho em 18 de fevereiro. O sistema permitiu ao robô descendente mapear visualmente a paisagem marciana, identificar perigos e, em seguida, escolher um lugar seguro pousar sem ajuda humana. De forma semelhante, o Ingenuity Mars Helicopter da agência usa um sistema de navegação baseado em visão para rastrear características da superfície no solo durante o vôo, a fim de estimar seus movimentos na superfície marciana.
Desenvolvido por engenheiros do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia, uma evolução da navegação baseada em visão que tem sido usada em Marte agora passará por um teste um pouco mais perto de casa: na costa leste dos EUA, no Oceano Atlântico.
Equipamentos grandes e de alta potência para localizar locais, como o sonar, normalmente seriam necessários para navegar nas águas escuras e muitas vezes turvas perto do fundo do mar. Ao utilizar um sistema de câmeras e luzes de baixo consumo, junto com um software avançado, o Orpheus é uma ordem de magnitude mais leve do que a maioria dos submersíveis de alto mar. Menor que um quadriciclo e pesando cerca de 250 quilos, o Orpheus foi projetado para ser ágil, fácil de operar e robusto ao explorar profundidades inacessíveis à maioria dos veículos.
Projetado pela Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) em colaboração com o JPL, Orpheus pode trabalhar sem amarras em quase qualquer lugar do oceano, incluindo as profundidades mais extremas. Em última análise, a equipe do projeto espera ver um enxame desses robôs subaquáticos trabalhando em equipe para construir mapas 3D das vastas regiões do fundo do oceano inexplorado na zona de hadal – regiões mais profundas do que 20.000 pés (6.000 metros). Mas antes que o robô possa explorar essas profundezas, ele deve primeiro ser colocado à prova em águas mais rasas.
Mergulhando no futuro
“Esta demonstração tecnológica será usada para reunir dados para demonstrar a viabilidade da navegação relativa ao terreno no oceano, ao mesmo tempo em que mostra como vários robôs operam juntos em ambientes extremos”, disse Russell Smith, engenheiro mecânico de robótica do JPL. “Esses testes nos colocarão no caminho certo para iniciar futuros mergulhos na zona de hadal e buscar de forma inteligente regiões excitantes de alta atividade biológica.”
Este sumersível pode explorar as profundezas mais extremas do oceano, criando mapas 3D do fundo do mar. Mostrado nesta foto durante uma expedição anterior, Orpheus é muito menor do que outros submersíveis, tornando-o mais fácil de transportar e operar. Créditos: NASA / JPL-Caltech
A versão de navegação baseada na visão de Orpheus é chamada de odometria visual inercial, ou xVIO, e funciona usando um sistema de câmeras avançadas e software de correspondência de padrões junto com instrumentos que podem medir com precisão sua orientação e movimento. Conforme Orpheus viaja pelo fundo do mar, o xVIO identifica recursos – como rochas, conchas e corais – abaixo do veículo. Como lembrar pontos de referência durante uma viagem, xVIO construirá mapas 3D usando esses recursos como pontos de passagem para ajudá-lo a navegar. Mas este sistema é mais do que simplesmente um meio de evitar que o robô submersível se perca.
Os mapas de alta resolução que o xVIO cria são armazenados na memória para que, quando Orpheus retornar à área, ele reconheça a distribuição única dos recursos e os use como ponto de partida para expandir sua exploração. E ao trabalhar com amigos robôs, os mapas podem ser compartilhados, com referências cruzadas e desenvolvidos para identificar rapidamente áreas de interesse científico.
“No futuro, alguns dos ambientes oceânicos mais extremos estarão ao nosso alcance. De fossas oceânicas profundas a fontes hidrotermais, existem muitos novos destinos que iremos explorar”, disse Andy Klesh, engenheiro de sistemas também do JPL. “Ao permanecermos pequenos, criamos uma ferramenta nova e simplificada para cientistas oceânicos – uma que beneficia diretamente a NASA como um sistema analógico para exploração espacial autônoma.”
Mas Klesh observou outra virtude da colaboração entre a NASA e organizações como WHOI e NOAA, com sua extensa experiência oceanográfica: as tecnologias que estão sendo desenvolvidas para explorar os oceanos da Terra com veículos subaquáticos autônomos inteligentes, pequenos e robustos podem, em última análise, ser aproveitadas para explorar os oceanos em outros mundos.
Análogos da Terra são freqüentemente usados como substitutos ambientais para outras localizações no sistema solar. Por exemplo, a lua de Júpiter, Europa, possui um oceano subterrâneo que pode hospedar condições favoráveis à vida.
“Nas profundezas de Hadal na Terra, as pressões são aproximadamente equivalentes ao fundo do oceano subsuperficial de Europa, que se acredita ter cerca de 80 quilômetros [50 milhas] de profundidade”, disse Tim Shank, o biólogo que lidera o programa HADEX (Exploração Hadal) da WHOI. “É algo profundo pensar que esta expedição poderia ser o ponto de partida para novas descobertas sobre nosso próprio planeta, incluindo a resposta à pergunta mais fundamental: a vida é exclusiva da Terra ou existem outros lugares além deste ponto azul claro onde a vida poderia surgiram? Mas antes de podermos explorar Europa ou qualquer outro mundo oceânico, temos que entender melhor nossa própria casa primeiro. ”
Publicado em 22/05/2021 17h51
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