Hedgehog หุ่นยนต์หมุนติ้ว กลิ้ง กระโดด สำรวจพื้นผิวดาวจาก NASA

hedgehog-on-surface

การสำรวจผิวดาวที่ผ่าน ๆ ทำโดยการส่งยานสำรวจที่ลงจอด (และเกาะยึด) บนผิวดาวเฉย ๆ หรือใช้การเคลื่อนที่ด้วยล้อ แต่สำหรับดาวเคราะห์น้อย หรือดาวหางที่มีแรงโน้มถ่วงต่ำ การเคลื่อนที่แบบทั่ว ๆ ไป เช่น ล้อ หรือขา จะไม่สามารถทำได้ดีนัก เพราะเมื่อมีแรงกดบนล้อหรือขาน้อย ทำให้มีแรวฉุดลาก (traction) น้อย ด้วยเหตุนี้ NASA JPL ร่วมกับ Stanford University, University of California และ MIT จึงพัฒนาหุ่นยนต์ Hedgehog ที่ใช้การเคลื่อนที่แบบใหม่ สำหรับสำรวจพื้นผิวดาวที่มีแรงโน้มถ่วงต่ำ

Hedgehog มีรูปทรงสี่เหลี่ยมลูกบาศก์ หนัก 9 กิโลกรัม มีมุมแหลมหุ้มด้วยยางเพื่อกันกระแทกและสร้างแรงยึดเกาะ ภายในมีล้อตุนกำลัง (flywheel) 3 ล้อ แต่ละล้อต่อเข้ากับมอเตอร์ไฟฟ้าและสายพานที่สามารถดึงรั้งเพื่อเบรก ทั้ง 3 ล้อวางตั้งฉากกันและทำงานเป็นอิสระต่อกัน หลักการในการเคลื่อนที่คือ ล้อตุนกำลังจะค่อย ๆ ถูกเร่งขึ้นจนมีความเร็วสูง ทำให้มีโมเมนตัมเชิงมุมสูง จากนั้นจะทำการดึงรั้งสายพานเพื่อเบรกล้อตุนกำลังอย่างรวดเร็ว จากหลักการรักษาโมเมนตัมทำให้เกิดแรงบิดในทิศทางตรงข้ามกระทำกับโครงสร้าง ทำให้ Hedgehog สามารถกลิ้งและกระโดดไปมาได้ เนื่องจากหุ่นยนต์ตัวนี้มีการหมุนล้อด้วยความเร็วสูง จึงได้ชื่อ Hedgehog ตาม Sonic the Hedgehog

hegehog-detail

ข้อดีของ Hedgehog เหนือยานสำรวจแบบอื่น ๆ มีมากมาย เช่น รูปทรงลูกบาศก์ที่สมมาตรทุกทิศทาง ทำให้ไม่ว่า Hedgehog จะลงจอดท่าทางไหนก็สามารถปฏิบัติภารกิจได้ รูปทรงสี่เหลี่ยมสามารถบรรจุเข้าไปในยานส่งได้อย่างดี นอกจากนี้ยังสามารถติดตั้งเซนเซอร์และเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ได้มากและสามารถปิดได้อย่างมิดชิดป้องกันฝุ่นละอองหรือการถ่ายเทความร้อนกับสภาพแวดล้อมด้านนอก (เมื่อเปรียบเทียบกับล้อหรือขาจะต้องมีเพลายื่นทะลุลำตัวยานออกมา) การเคลื่อนที่แบบกลิ้งและกระโดดสามารถทำให้การสำรวจครอบคลุมพื้นที่ได้มาก และหากติดในหลุมบ่อ ก็สามารถใช้การเคลื่อนที่แบบ “ทอร์นาโด” เหวี่ยงตัวขึ้นมาได้ อีกทั้ง Hedgehog ยังมีขนาดเล็ก ราคาไม่สูงนัก สามารถส่งไปหลายตัวในภารกิจเดียวกันได้

ถึงแม้จะมีข้อดีมากมาย ก็ Hedgehog ก็ยังมีข้อเสียบ้าง การเคลื่อนที่ของ Hedgehog อาจจะไม่สามารถควบคุมตำแหน่งได้ละเอียดแม่นยำมาก (เมื่อเทียบกับล้อหรือขา) แต่ก็ถือว่าเพียงพอสำหรับการสำรวจผิวดาว ขณะนี้ Hedgehog ได้ถูกทดสอบบนเที่ยวบินแบบพาราโบล่าที่จำลองสภาพแรงโน้มถ่วงต่ำมาหลายรอบแล้ว และในอนาคตก็จะพัฒนาให้สามารถวางแผนการเคลื่อนที่โดยอัตโนมัติด้วยตัวเองได้

ภาพ IEEE Spectrum
ที่มา IFLScience, Popular Science และ IEEE Spectrum

LINE it!