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Apr 04, 2024

Un nuovo approccio per ridurre il rischio di perdita del solare

Articolo del 20 agosto 2023 Questo articolo è stato rivisto in base al processo editoriale e alle politiche di Science X. Gli editori hanno evidenziato i seguenti attributi garantendo al tempo stesso il contenuto

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di Ingrid Fadelli, Phys.org

La NASA e altre agenzie spaziali in tutto il mondo inviano periodicamente robot e veicoli automatizzati nello spazio per esplorare i pianeti e altri oggetti celesti nel nostro sistema solare. Queste missioni possono migliorare notevolmente la nostra comprensione dell’ambiente e delle risorse in altre parti del sistema solare.

I ricercatori dell’Istituto per gli studi aerospaziali dell’Università di Toronto e del Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA hanno recentemente condotto uno studio esplorando le strategie di recupero che potrebbero migliorare l’efficacia e il successo delle esplorazioni lunari utilizzando rover a energia solare. Il loro articolo, pre-pubblicato su arXiv, introduce un nuovo approccio che potrebbe aiutare i rover a energia solare a lasciare in sicurezza le regioni permanentemente in ombra sulla luna.

"Negli ultimi anni, diverse nazioni hanno espresso interesse nell'esplorazione del polo sud lunare, tra cui Stati Uniti, Cina, India, Russia e altri", ha detto a Phys.org Olivier Lamarre, il ricercatore che ha condotto lo studio.

"La maggior parte di loro sta progettando di utilizzare rover a energia solare per esplorare aree costantemente in ombra (chiamate regioni permanentemente ombreggiate, o PSR), che sospettiamo potrebbero contenere grandi quantità di ghiaccio d'acqua. Come si può immaginare, entrando in un PSR con un rover a energia solare è un'impresa rischiosa! Se il rover viene ritardato da guasti, potrebbe non essere in grado di tornare alla luce del sole prima di rimanere senza energia."

I rover a energia solare possono presentare numerosi vantaggi in termini di efficienza energetica, ma sono limitati dalla dipendenza dalla luce solare per funzionare. Poiché alcune regioni della Luna sono permanentemente in ombra, la dipendenza dei rover dalla luce solare può impedire loro di esplorare in sicurezza e poi lasciare queste aree, causando loro l’esaurimento dell’energia durante la missione.

Un obiettivo chiave del recente lavoro di Lamarre e dei suoi colleghi era quantificare la probabilità di perdere i rover a energia solare mentre esplorano queste aree ombreggiate sulla Luna. Inoltre, il team desiderava ideare un approccio che potesse aiutare a massimizzare la probabilità che i rover a energia solare completassero in sicurezza le loro missioni.

"In primo luogo, dobbiamo definire cosa significa per un rover a energia solare essere 'sicuro' al polo sud lunare", ha spiegato Lamarre. "Per fare questo, prestiamo attenzione a dove il rover esce da un PSR, a che ora e con quanta energia rimane nelle sue batterie. Ciò dà un'indicazione se il rover può ibernare sul posto prima della tappa successiva della sua missione ( e quindi rimarremo "al sicuro" fino ad allora). Quindi, calcoliamo un metodo di pianificazione della traversata online che il rover può seguire da qualsiasi stato iniziale (incluso all'interno dei PSR) per massimizzare la sua probabilità di sopravvivenza."

La metodologia di pianificazione delineata da Lamarre e dai suoi colleghi viene definita politica di recupero, poiché è essenzialmente una strategia di riserva che consente al rover di massimizzare la possibilità di raggiungere la "sicurezza" (cioè le regioni in cui la luce solare lo raggiungerà, ricaricando le sue energie). batteria). Nel loro articolo, i ricercatori hanno dimostrato che il calcolo di questa politica di recupero può essere impegnativo in questo contesto, poiché richiede diverse approssimazioni che, se ampiamente errate, potrebbero influire sull’affidabilità delle previsioni generali.

"Ad esempio, il tempo è una dimensione continua del nostro spazio statale che necessita di essere discretizzata", ha affermato Lamarre.

"Dobbiamo assicurarci che questa approssimazione/discretizzazione non distorca pericolosamente le previsioni sulla probabilità di guasto. Al polo sud lunare, l'illuminazione solare è altamente dinamica; le montagne e i crateri vicini possono proiettare grandi ombre sulla superficie. Se il rover è un po' in ritardo rispetto a quanto ipotizzato dalla politica (approssimativa), potrebbe perdere un periodo critico di ricarica solare. Lo stesso vale se è un po' in anticipo rispetto a quanto ipotizzato dalla politica."