Robotar på Mars utforskar den röda planeten

Robotar på Mars har arbetat i över 13 år utan att vi märkt det så mycket. NASA:s Curiosity och Perseverance kryper omkring på en röd planet långt bort, tar bilder, analyserar stenar och letar efter spår av liv. De gör arbete som ingen människa kunde göra inte än. Men snart kan det bli annorlunda. Humanoida robotar planeras att skickas till Mars redan 2026, och då börjar riktigt äventyret (tror jag).

Robotarna som redan är där

Curiosity har varit på Mars sedan 2012 och har kört över 30 kilometer över den kärviga marskustningen. Perseverance är den nyare roboten och arbetar parallelt med Curiosity. Tillsammans tar de tusentals bilder varje månad, analyserar hundratals prover och skickar all data tillbaka till jorden. De kartlägger ytan, letar efter vatten och undersöker om Mars någon gång kunde hysa liv. Utan dessa robotar skulle vi nästan ingenting veta om vad som ligger under den röda sanden.

Mars är ingen väl skött vacationdestination. Temperaturen faller till minus 80 grader, atmosfären är nästan tom luften och strålningen från rymden hugger till hårdare än på jorden. Robotarna måste klara allt detta utan att gå sönder. Curiosity använder kärnkraft för att hålla sig varm och ha energi även när solen inte skiner. Det är smartt en vanlig solcell skulle aldrig räcka på Mars.

Kommunikationen mellan Mars och jorden är långsam och opålitlig. Det tar mellan 3 och 22 minuter för en signal att nå fram, beroende på var planeterna är i sina banor. Robotarna kan inte vänta på instruktioner från NASA varje gång något händer. De måste kunna tänka själva, välja väg själva och lösa problem själva. Om Curiosity fastnar i en sanddriva kan ingen på jorden rädda den på ett par sekunder roboten måste hitta vägen ut på egen hand.

Strålningen på Mars är mycket farlig för elektroniken. Utan jordens magnetfält som skydd får robotarna ta full kraft från solens starka partiklar. Konstruktörerna på NASA bygger därför robotarna med extra kraftig elektronik och många reservsystem. Om en del går sönder kan ofta en annan del ta över jobbet. Det är som att ha ett backup-plan för backup-planen.

Framtiden på Mars är robotisk

Tesla och SpaceX har en ambitiös plan: skicka den humanoida roboten Optimus till Mars år 2026. Det låter som science fiction, men det är vad företagaren Elon Musk arbetar på just nu. Optimus är ungefär lika stor som en människa och har två armar, två ben och kan röra sig nästan som en person. Planen är att roboten ska klara av farliga, repetitiva och helt enkelt tråkiga uppgifter som ingen människa skulle orka med.

Optimus är designad för att arbeta på egen hand i extrema miljöer. Den kan lyfta tunga föremål, navigera över ojämn mark och göra komplicerade reparationer. För första gången kan vi skicka en robot som nästan kan göra allt en människa kan göra men utan att behöva andas, äta eller sova. Optimus klarar av kyla som skulle döda vilken människa som helst. Det är en game-changer för rymdutforskningen.

De moderna robotarna blir allt smartare tack vare artificiell intelligens. AI låter robotarna lära sig av varje körning, varje analys och varje problem de möter. Robotarna kan nu analysera marken själva, välja de bästa platserna att undersöka och anpassa sitt arbete baserat på väder och andra förhållanden. De behöver inte längre vänta på att NASA ska säga vad de ska göra nästa sekund.

Framtiden handlar inte bara om en enda stor robot. Forskare jobbar på att få olika typer av robotar att samarbeta. Tänk dig Perseverance som hjälps av en mindre robot som kan klättra på stenar där hjulen inte når. Eller en flygande drone som skvadrar området medan markrobotarna arbetar. När robotar kan jobba tillsammans löser de problem som en robot aldrig skulle klara av ensam. NASA har redan testat det här på jorden och resultaten ser lovande ut.

Men NASA är inte ensamma om drömmen att erövra Mars med robotar. Kina presenterade nyligen en rymdgruvrobot avsedd för asteroid- och planetutforskning. Ryssland, Japan och Indien utvecklar också sina egna system. Det blir en race om vem som ska ha bäst robotar på Mars. Konkurrensen gör att tekniken utvecklas snabbare alla vill visa att deras robotar är starkare, smartare och mer pålitliga än andra.

Vad gör robotarna dagligen

En typisk dag för Curiosity börjar när solen går upp på Mars. Solpanelerna laddas upp eller kärnreaktorn håller på att leverera energi. Roboten vaknar upp från sitt energisparäge och börjar sin dagliga rutina. Det första är att ta bilder från olika vinklar för att se hur vädern och landskapet har förändrats. Dessa bilder skickas tillbaka till jorden där NASA:s forskarlag analyserar dem.

Sedan börjar det verkliga arbetet. Kameror zoomade in på stenar och jord. Lasrar skär bort det yttersta lagret för att se vad som finns under oxidskiktet. Borrar grävs ner för att hämta prover från djupare ned. En liten laboratorie inuti roboten analyserar de kemiska elementen i varje prov. Allt detta rapporteras tillbaka till jorden. En dag kan innehålla dussintals analyser.

Roboten måste också röra sig. Om forskarnas växande mål för dagen är på en kilometer bort måste Curiosity navigera dit själv. Den scannar marken med radar, identifierar farlig terräng, väljer den säkraste vägen och kör dit. Om den fastnar försöker den att backa eller hitta en alternativ väg. Det tar ofta många timmar att köra en kilometer på Mars långsammare än en snigel, men säkrare än att ta otroliga risker.

Energi och överlevnad i den kalla miljön

En av de största utmaningarna för Mars-robotar är energihantering. På Mars är det kallt som i helvetes frysbox, och solen lyser ofta genom en dammig atmosfär. Curiosity använder en radioisotopgenerator en liten kärnreaktor som producerar värme genom radioaktivt sönderfall. Det låter farligt, men det är extremt säkert och ger roboten konstant energi oavsett väder och årstid.

Värmen är nästan lika viktig som energin. Elektroniken i roboten måste hållas varm för att fungera. Utan värme skulle batterierna frysa fast och inte leverera ström. Därför finns värmekeramiska system som sprider kärnreaktorns värme till alla viktiga delar. Det är som ett värmesystem i en bil, men mycket mer sofistikerat (och bättre konstruerat). En fryst robot är en död robot.

Framtiden börjar nu

Robotar blir allt smartare, allt mer oberoende och allt duktigare på att överleva på Mars. De förberedelser som Curiosity och Perseverance gör nu är som en generalöversyn innan människor anländer. Varje kilometer som robotarna kör, varje berg de klättrar på och varje problem de löser gör det lättare för framtida människor att leva på Mars.

Optimus och andra humanoida robotar kommer att ta nästa steg. De kommer att bygga baser, reparera utrustning och förbereda vägen för astronauter. Människor och robotar kommer att arbeta sida vid sida. En robot behöver inte äta, kräver ingen luft att andas och kan arbeta i miljöer där en människa skulle dö på sekunder. Tillsammans blir vi oöverstiglig.

Frågan är inte längre om robotar kan nå Mars de är redan där. Frågan är hur långt de kan komma, hur långt vi kan ta dem, och vad vi kan bygga tillsammans med dem. Mars väntar, och robotarna börjar redan rubba på dörrarna.