Vanaf morgen tot en met 8 juni test de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie Nasa zijn nieuwste wetenschappelijke onderzoeksvaartuig in het hoogste deel van Groenland. De robot zal door het ijskoude landschap zwerven en metingen verrichten om wetenschappers te helpen, veranderingen in de enorme ijskap beter te begrijpen. De autonome, door zonne-energie aangedreven robot is voorzien van een radar die in de bodem kan kijken, om te bestuderen hoe de sneeuwmassa zich ophoopt door het in de tijd opbouwen van laag na laag op de ijskap.
De oppervlaktelaag op Groenland kwam in de zomer van 2012 in het nieuws toen hogere temperaturen dan normaal er toe leidden dat het oppervlak over ongeveer 97 % van de ijskap smolt. Onderzoekers bij Nasa’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt (Maryland) verwachten dat de Grover gedoopte robot de laag van de ijskap detecteert die in de nasleep van die extreme smelt is gevormd. Grover staat voor zowel Greenland Rover als Goddard Remotely Operated Vehicle for Exploration and Research.
De Grover lijkt op de ruimtevoertuigen zoals die op Mars rondrijden, maar is bedoeld om op aarde te werken. Het voertuig kan maanden in een vijandige omgeving overleven, met slechts een paar commando’s om het naar zijn status te vragen en aan te geven hoe het in bepaalde situaties moet functioneren.
Onderzoek met robots die in het poolklimaat kunnen opereren, kost minder dan het gebruik van vliegtuigen of satellieten, de gebruikelijke platforms. Robots zoals Grover bieden de onderzoekers een nieuw instrument voor studies op het gebied van glaciologie.
Robots op ijs
Grover werd in 2010 en 2011 ontwikkeld door teams van studenten die deelnemen aan de zomertechniekkampen in Goddard. Ze waren geïnteresseerd in het bouwen van een voertuig en benaderden het instituut met de vraag of een voertuig zou kunnen helpen bij de studie naar sneeuwaccumulatie op ijskappen.
Deze informatie wordt meestal verzameld door radars gedragen op sneeuwscooters en vliegtuigen, zodat het instituut voorstelde voor dit werk een radar op het voertuig te plaatsen. Van zijn kant stelde het Nasa-instituut zijn kennis van kleine, laagvermogen autonome radars ter beschikking.
Het prototype van de Grover, die wel wat op een tank lijkt, is bijna 2 m hoog, inclusief de zonnepanelen. Hij heeft een massa van ongeveer 350 kg en doorkruist het ijs op twee speciaal ontworpen rupsen.
De robot wordt volledig aangedreven door zonne-energie, dus hij kan in ongerepte polaire omgevingen werken zonder luchtverontreiniging te veroorzaken. De panelen zijn gemonteerd in een omgekeerde V, waardoor ze energie verzamelen van de zon en het zonlicht dat wordt weerkaatst door de ijskap.
Grover rijdt over het ijs op twee speciaal ontworpen rupsen en werkt via twee batterijen volledig op zonne-energie. Hier wordt het voertuig getest zonder de zonnepanelen.
Radar
Grover zal in juni op de ijskap worden vergezeld door een andere robot, Cool robot, die is ontwikkeld aan Dartmouth College in Hanover (New Hampshire). Deze robot kan een verscheidenheid aan instrumentenpakketten trekken om studies uit te voeren aan glaciologische en atmosferische monsters.
De radar die in de bodem doordringt, wordt gevoed door twee oplaadbare batterijen op de achterkant van het voertuig. De radar zendt radiopulsen de ijskap in, die vervolgens worden weerkaatst door begraven voorwerpen. Hiermee informeren ze onderzoekers over de kenmerken van de sneeuw- en ijslagen.
Besturing
De Grover zal worden aangestuurd vanuit een onderzoeksstation van de National Science Foundation op een plek waar de ijskap ongeveer 3 km dik is. Het voertuig zal zich voortbewegen met een gemiddelde snelheid van 2 km/u. Omdat de zon tijdens de Arctische zomer nooit onder de horizon verdwijnt, kan de Grover op elk moment van de dag functioneren. Hij kan daardoor langer werken en meer gegevens verzamelen dan een mens op een sneeuwscooter of een vliegtuig.
Aan het begin van de testen zal het onderzoeksteam het voertuig dicht bij het kamp houden en er binnen 5 km mee communiceren via Wi-Fi. Grover zal tijdens de proeven fragmenten van gegevens verzenden om te controleren of alles goed werkt, maar het merendeel van de data zal aan het eind van het seizoen worden verwerkt.
De onderzoekers zullen te gelegener tijd overschakelen naar satelliet-communicatie, waardoor de robot verder weg kan rijden en de overdracht van gegevens in real-time kan plaatsvinden. In het ideale gevallen zullen de onderzoekers het voertuig vanachter hun bureau te besturen. In feite kunnen ze de robot overal ter wereld kunnen inzetten en die vanaf elke plaats kunnen controleren.
De onderzoekers hopen dat meer radargegevens licht zullen werpen helpen op de sneeuwophoping op Groenland. Ze vergelijken de jaarlijkse accumulaties van het volume van het ijs dat elk jaar in zee verdwijnt om de totale massabalans van de ijskap en de bijdrage hiervan aan de stijging van de zeespiegel te berekenen.
