קיפוד אסטרונומי

סוכנות החלל האמריקאית בשיתוף חוקרים מאוניברסיטת סטנפורד ומ ־MIT עובדים בימים אלו על פיתוח רכב חלל ייחודי חסר גלגלים המסוגל לנוע על פני השטח הסלעיים של שביט או אסטרואיד בלי להיתקע או להתנתק מהם.

חקר שביטים ואסטרואידים הוא אחת מן המשימות המרכזיות של נאס"א בשנים הקרובות, וזאת בשל המידע יקר הערך שהם אוצרים בנוגע להתפתחות מערכת השמש שלנו, וכן כמקור אפשרי למחצבים. נאס"א וסוכנות החלל האירופית שלחו בעבר כמה חלליות לעבר שביטים ואסטרואידים. ב ־1999 שלחה נאס"א את Stardust, חללית במשקל 300 ק"ג, למשימת איסוף של דגימות אבק מסביבתו של השביט Wild 2. המשימה הוכתרה בהצלחה והדגימה הובאה לכדור הארץ בשלום ב־2006. שנתיים קודם לכן, ב־2004, שוגרה החללית רוזטה על ידי סוכנות החלל האירופית למשימה בת יותר מעשר שנים לעבר השביט 67P, משימה שהגיעה לשיאה עם שיגור הנחתת פילאה (Philae). גם משימה זו סיפקה לא מעט תגליות מדעיות מאז הגיעה הנחתת לפני השטח בנובמבר 2014.

למרות הישגי העבר, בנאס"א עדיין מעוניינים לנחות ולנוע על פני שביט או אסטרואיד כדי לאסוף מידע באמצעים נוספים, גם משטח ניכר של הגרם השמימי ולא רק מנקודת הנחיתה. בניגוד ל ־Stardust שרק אספה דגימות מסביבת השביט, או לפילאה שנחתה בנקודה אחת וכמעט הועפה מפני השביט בשל הכבידה הנמוכה מאוד, בנאס"א מעוניינים בנחתת שגם תוכל להתנייד על פני השטח של האסטרואיד או השביט.

בסרטון שפרסמה סוכנות החלל מסביר נציג נאס"א כי אדם על פני אסטרואיד צפוי לשקול משקל שווה ערך למהדק נייר – מדובר בתנאים הדורשים פתרונות תנועה ייחודיים. רכב חלל דוגמת זה אשר נחת על מאדים לא יצליח לנוע על פני אסטרואיד, משום שהתנועה של גלגליו בשילוב משקלו הנמוך יגרמו לו להתנתק מפני השטח ולעוף לחלל (בדומה למה שכמעט קרה לפילאה בשלב הנחיתה על 67P).

סרטון וידיאו של נאס"א העוסק בפיתוח ה"קיפוד":

כדי להתמודד עם המשימה המורכבת של תנועה על פני אסטרואיד פיתחו בסוכנות החלל, בשיתוף חוקרים מאוניברסיטאות מובילות בארצות הברית, אב טיפוס לרכב חלל מסוג חדש בעל צורה ייחודית. המבנה שאותו פיתחו כולל "קוצים" בולטים (מכאן הכינוי "קיפוד", Hedgehog), והוא תוכנן לאחר שורה ארוכה של ניסויים כדי לאפשר לרובוט תנועה לעבור כמעט בכל סוג של פני שטח שבו הוא עלול להיתקל. הרובוט נע בגלגול או בקפיצות באמצעות שלושה גלגלי תנופה המשולבים בגוף הרובוט. גלגלים אלו הממוקמים בכל אחד מן הצירים בתוך גוף הקיפוד, מסתובבים במהירות גבוהה בכל פעם שהרובוט מתכונן לתנועה – ואז עוצרים באחת, פעולה אשר גורמת לרובוט לנוע קדימה או לאחד הצדדים בגלגול או בקפיצה בהתאם למהירות גלגל התנופה ולכיוונו.

הקוצים עצמם מגינים על גוף הרובוט מן הנפילות ומשמשים כמעין רגליים, וכן אפשר לאחסן בהם חיישנים מסוגים שונים כמו מצלמות וספקטרומטרים. לכל רובוט שלושה גלגלי תנופה, 11 קוצים ומשקלו חמישה ק"ג (התכנון הנוכחי מאפשר הגדלה למשקל של כתשעה ק"ג ואף יותר). נאס"א ערכה שורה ארוכה של ניסויי תנועה עם הרובוט, הן על פני כדור הארץ והן בתנאים המדמים מיקרו כבידה באמצעות מטוס ניסוי מיוחד. המטרה הייתה לבדוק את יכולת השליטה העדינה בתנועת הרובוט אשר שונה מהותית מתנועה תוך שימוש בגלגלים חיצוניים.

בימים אלו החוקרים עובדים על פיתוח יכולות פעולה אוטונומיות עבור הקיפוד שיאפשרו לכלי לפעול עצמאית במשך פרקי זמן ארוכים – וזאת בלי להמתין לפקודות מכדור הארץ ולאותות שצריכים לעבור מרחק רב הלוך ושוב.

פיתוח רובוט הקיפוד צפוי, לדברי נציגי נאס"א, להיות פרויקט זול באופן יחסי לרכבי חלל אחרים (שעלותם מאות מיליוני דולרים ולעתים אף יותר). בשל נפחם ומשקלם הקטן כמה מהם יוכלו להיות משוגרים יחדיו ולאפשר פעולה במקביל, כיסוי שטח נרחב וגם יתירות במקרה שאחד הכלים יפסיק לתפקד.