Undirbúa Marsleiðangur NASA undir Langjökli

Hópur vísinda- og tæknimanna prófar nú frumgerðir af könnunarjeppa og dróna sem bandaríska geimvísindastofnunin NASA ætlar að senda til Mars á næsta ári uppi á hálendi Íslands. Bróðir Elizu Reid forsetafrúar er í hópnum en fyrirtæki hans prófar þar hugbúnað sem á að hjálpa vísindamönnum ná sem bestri nýtingu út úr leiðangrinum.

NASA ætlar að skjóta nýjum Marskönnunarjeppa á loft á næsta ári. Leiðangurinn nefnist Mars 2020 en jeppinn hefur enn sem komið er ekki fengið nafn. Hann á að lenda á Mars árið 2021 og rannsaka meðal annars skilyrði fyrir lífi á Mars og undirbúa sýni sem hægt yrði að senda til jarðar með framtíðarleiðangri. Um borð verður dróni sem verður fyrsta loftfarið sem flýgur yfir annarri reikistjörnu.

Rannsóknin sem nú stendur yfir á hálendinu nefnist SAND-E og á hún að undirbúa Mars 2020-leiðangurinn, bæði hvað varðar vísindarannsóknirnar sem könnunarjeppinn á að gera þar og tækjabúnaðinn sem verður notaður. Í hópnum eru vísindamenn frá Johnson-geimmiðstöð NASA í Texas og nokkrum virtustu háskólum heims eins og Harvard og MIT.

Ísland varð fyrir valinu vegna líkinda landslagsins og jarðfræðinnar hér við rauðu reikistjörnuna

„Almennt er Ísland góð hliðstæða við Mars vegna þess að bergið er blágrýtishraun. Við erum líka með mikið af landslagi hér sem er mótað af jöklum, ám og vindi eins og sandöldur. Öllu svipar því til Mars,“ segir dr. Ryan Ewing frá jarð- og jarðeðlisfræðideild Landbúnaðar- og verkfræðiháskóla Texas í samtali við Vísi.

Hjálpar þeim að skilja það sem þau sjá á Mars

Þrír staðir voru valdir til rannsóknarinnar sunnan Þórisjökuls. Vísindamennirnir hafa sérstakan áhuga á að skoða hvernig jarðfræðilegir og efnafræðilegir eiginleikar jarðvegsins á útrennslissvæði jökuls breytist eftir því sem neðar dregur í ánum sem renna frá honum. Ewing segir að það sem byrji sem jökulsorfið berg verði að árseti sem breytist svo í sand sem vindurinn blæs til.

„Við erum að rannsaka hvernig bergið breytist í stærð og lögun eftir því sem það fer í gegnum þessi mismunandi stig og einnig hvernig efnafræði þess þróast, hvort það séu einhverjar agnir sem komast ekki alla leið niður þar sem vindurinn blæs efni til og frá eða hvort við getum greint veðrun á þessum blágrýtissteinefnum,“ segir Ewing.

Vísindamenn telja að fljótandi vatn hafi verið að finna á Mars í fyrndinni en fjölmargar vísbendingar má finna um það í núverandi landslagi og jarðmyndunum á nágrannareikistjörnunni. Rannsóknirnar hér eiga að hjálpa vísindamönnunum að skilja og túlka gögnin sem Marsjeppinn sendir til jarðar.

„Ef við getum skilið eðli þessara breytinga hér á Íslandi verðum við betur undir það búin að skilja það sem við sjáum á Mars,“ segir hann.

Prófa samvinnu jeppa og dróna

Könnunarjeppinn og dróninn sem eru notaðir við rannsóknirnar á hálendinu eru frumgerðir sem eru ekki nákvæmlega eins og vémennin sem verða send til Mars. Kanadíska geimkönnunar- og vélmennafyrirtækið Mission Control Space Services útvegaði frumgerðirnar en forstjóri þess er Ewan Reid, bróðir Elizu Reid, forsetafrúar Íslands.

Hann segir að frumgerðirnar virki í grundvallaratriðum eins og endanlegu útgáfurnar. Prófanirnar nú ganga meðal annars út á að kanna hvernig dróninn og jeppinn virka saman. Dróninn á að hjálpa jeppanum að sjá fram yfir sjóndeildarhringinn og kortleggja leið hans.

Reid segir að gervihnettir á braut um Mars skili mönnum nákvæmri mynd af yfirborði Mars sem jafnist á við Google Maps. Þrátt fyrir að könnunarjeppar séu með fjölda myndavéla til að kanna nærumhverfi sitt er oft vandasamt að meta smáatriði í landslaginu rétt handan sjóndeildarhringsins.

„Við vitum að í fjarlægð er fjall sem við viljum heimsækja og við vitum kannski að beint fyrir framan að sléttur sandur en síðan ef það er gára, grjót eða sandalda fyrir framan þig veistu ekki hvað er handan við hana. Þannig veistu ekki hvort þú átt að keyra yfir hana eða í kringum hana,“ segir Reid.

Þannig er hugmyndin að Marsþyrlan geti hafið sig á loft, myndað það sem er fyrir framan jeppann og lent aftur með upplýsingarnar til að kortleggja næstu skref hans.

Sýna fram á kosti gervigreindarinnar

Meginmarkið Reid og Mission Control á Íslandi er að prófa gervigreindarhugbúnað sem fyrirtækið þróaði í samvinnu við kanadísku geimstofnunina. Hugbúnaðurinn á að gera vélmennum eins og Marsjeppanum kleift að greina landslag í kringum sig sjálfvirkt. Hugbúnaðurinn nefnist ASAS (e. Autonomous Soil Assessment System) og segist Reid vonast til þess að hann verði notaður í Mars 2020-leiðangrinum.

Með ASAS-hugbúnaðinum á könnunarjeppinn að geta sjálfur skilgreint og flokkað landslagið sem nemar hans skynja og metið hvort hættur sé á leiðinni. Sjálfvirkt ferli af þessu tagi hjálpar ekki aðeins til við að stýra ferðum könnunarjeppans heldur getur það auðveldað vísindamönnum að velja svæði til að taka sýni og rannsaka nánar.

Reid segir að ætlunin sé að sýna fram á með rannsóknunum á hálendinu hvort og hvað gervigreind af þessu tagi geti lagt af mörkum við könnun Mars. Hugmyndin er að gervigreindin geti sparað vísindamönnum tíma þannig að hægt verði að gera fleiri rannsóknir.

„Hversu miklum vísindarannsóknum koma vísindamenn í verk ef þeir nota hugbúnaðinn okkar borið saman við ef þeir nota hann ekki?“ segir Reid.

Til að skera úr um það verða gerðar samanburðarprófanir á hálendinu. Vísindamennirnir skiptast á að stjórna jeppanum handvirkt annars vegar og hins vegar með hjálp hugbúnaðarins til að leiða í ljós mun á afköstum.

„Við vonum sannarlega að dagana sem þeir nota kerfið komi þeir meiru í verk,“ segir Reid sem bendir á að Curiosity-könnunarjeppinn sem nú er á Mars hafi kostað um 2,5 milljarða dollara, jafnvirði um 315 milljarða króna. Því sé til mikils að vinna ef hægt er að auka afköst könnunarfars um 5-10%.

Jafnvel þó að ASAS-hugbúnaðurinn yrði notaður í Mars 2020-leiðangrinum segir Reid líklegast að ákvarðanir um hvaða svæði skuli rannsaka yrði í höndum manna.

„En það gerði vinnu þeirra auðveldari og þar með skilvirkari. Yfir nokkurra daga, vikna eða mánaða tímabil gerði það þeim kleift að taka fleiri sýni vegna þess að þeir vörðu skemmri tíma í að ákveða hvar þeir ættu að taka sýni,“ segir Reid.

Vilja gera stýrikerfi fyrir næstu kynslóð geimleiðangra

ASAS er hluti af stærri hugbúnaði sem Mission Control stefnir á að verði aðalsöluvara sín í framtíðinni. Hann á að vera nokkurs konar alhliða stýrikerfi fyrir geimkönnunarför.

„Það mun ekki gera allt fyrir alla leiðangra en það er næstum eins og stýrikerfi, teikning að hugbúnaði sem aðrir sem stýra geimleiðöngrum geta byggt ofan á. Við vonumst til þess að það verði notað í mörgum geimleiðöngrum í framtíðinni, ekki bara til Mars heldur á tunglinu og víðar í geimnum,“ segir Reid.