Bohrende „Borebots“ könnten endlich vergrabenes Leben auf dem Mars erreichen

NIAC/Jim Vaughan

Mit der Anmeldung stimmen Sie unseren Nutzungsbedingungen und Richtlinien zu. Sie können sich jederzeit abmelden.

Ingenieure von Planet Enterprises, einem Inkubator für Weltraumtechnologie in Washington, haben ein bahnbrechendes Bohrkonzept namens Borebots vorgestellt, wie in einem aktuellen NASA-Bericht dargelegt.

Diese Bohrbots könnten eine neue Ära der wissenschaftlichen Erkundung einläuten, indem sie Bohrungen in beispiellose Tiefen von etwa 50 Metern ermöglichen.

Während Wissenschaftler Orte wie den Südpol des Mars ins Visier nehmen, um mehr über sein uraltes Wasser und sein Potenzial für Leben zu erfahren, stehen sie vor der Hürde extremer Tiefen.

Borebots könnten das Spiel verändern, indem sie sich in diese Tiefen wagen und uns dabei helfen, noch mehr verborgene Geheimnisse des Mars aufzudecken.

Traditionell erfordert das Bohren tiefer Bohrlöcher komplexe Anbindungssysteme für Energie und Steuerung, was zu schwerem Gerät führt, das erhebliche Kosten verursacht.

Das Team von Planet Enterprises entwickelte jedoch einen neuen Ansatz: autonome Bohrbots, die unabhängig arbeiten können, ohne dass eine Anbindung erforderlich ist.

Diese kompakten Bots, die in einem Zylinder mit einem Durchmesser von 64 Millimetern (mm) und einer Länge von 1,1 Metern untergebracht sind – der an Bohrrohrsegmente erinnert – verkörpern eine Reihe eigenständiger Komponenten, darunter eine Batterie, einen Bohrer, einen Motor und ein elektronisches System.

Rover wie Perseverance (das derzeit den Mars erforscht) oder Boston Dynamics Spot-Roboter könnten diese Borebots einsetzen. Der Rover fährt ein Einsatzrohr aus, schickt einen Bot an die Oberfläche und leitet den Bohrvorgang ein.

NEIN

Obwohl der Borebot auf Batteriestrom angewiesen ist, legt die Fähigkeit des Borebot, durch Regolith zu graben, Wert auf die Erhaltung der Batterielebensdauer. Wenn die Energie nachlässt, setzt der Bot Traktionsspitzen ein, um das von ihm geschaffene Loch wieder hinaufzusteigen.

Nach dem Wiedereintritt in die Einsatzröhre und der sicheren Rückkehr zum Rover kann der Borebot aufgeladen und gereinigt werden, während ein anderer seinen Platz einnimmt.

Mit diesem zyklischen System konnte die Borebot-Flotte einen kontinuierlichen Aushubrhythmus aufrechterhalten, sodass keine sperrigen Hilfsmaschinen erforderlich waren.

Das Ingenieurteam berücksichtigte mehrere potenzielle Herausforderungen und entwickelte Lösungen, wie z. B. die Nutzung verstorbener Bohrroboter, um aktive Bohrroboter anzutreiben, und die Einführung von Gelenkverbindungen für verzweigte Bohrlöcher.

Der umfassende Bericht umfasst komplexe CAD-Entwürfe und Berechnungen, die von der Leistungselektronik bis zum Bohrkopfdrehmoment reichen.

Während der Fortgang des Projekts weiterhin ungewiss ist und offensichtlich an weiterer Finanzierung mangelt, lassen sich die Ingenieure von Planet Enterprises nicht beirren.

Ihre visionären Ideen, wie das TitanAir-Konzept, das 2023 einen NIAC Phase I Award erhielt, zeigen ihre Entschlossenheit, die Grenzen der Weltraumtechnologie zu verschieben.

Während ihre Pionierarbeit weitergeht, entwickeln sie das Potenzial des autonomen Bohrens stetig weiter und definieren die Zukunft der Weltraumforschung neu.

Der vollständige Bericht wurde im NIAC veröffentlicht und kann hier abgerufen werden.

Studienzusammenfassung:

Es wird eine Methode zur Durchführung von Tiefeisbohrungen auf dem Mars mit einem elektromechanischen Bohrer vorgestellt, der keine physische Verbindung zur Oberfläche hat. Während kabelgebundene elektromechanische Bohrer über eine Verbindung zum Lander und ein System zum Anheben und Absenken des Bohrers verfügen, verwendet dieses System stattdessen selbstfahrende Roboter, sogenannte Borebots, als Bohrlochbaugruppe. Bei dieser Untersuchung wurden mehrere entscheidende Vorteile des Bohrroboter-Systems festgestellt, vor allem eine Reduzierung von Single-Point-of-Failure-Elementen wie Winde und Kabel. Stattdessen können mehrere Bohrroboter in einem sequentiellen Betriebsmodus verwendet werden, der den mechanischen Verschleiß gleichmäßig verteilt und Zeit für die Reparatur bietet Laden Sie Borebots zwischen den Fahrten auf. Dies bietet die Möglichkeit, bei Bedarf oder nach einem katastrophalen Verlust der Bohrlochausrüstung zusätzliche Bohrlöcher an neuen Bohrstandorten zu starten. Zu den Nachteilen gehören Tiefenbeschränkungen aufgrund der Anforderungen an die Energiespeichermasse/-volumen, die durch Ineffizienzen im Antriebsstrang des Bohrroboters weiter eingeschränkt werden können; und die Möglichkeit einer kumulativen Abnutzung der Bohrlochwand, die bei weichen oder nicht verfestigten Untergründen zu negativen Ergebnissen führen könnte.